JP2009254315A - Method for producing ester derivative - Google Patents

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Hirosuke Tajiri
裕輔 田尻
Toru Aoki
亨 青木
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DIC Corp
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DIC Corp
Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing an acrylate compound useful as a monomer for a polymer material by reacting a (meth)acrylic acid derivative with an aliphatic carboxylic acid or polybasic carboxylic acid which may have hydroxyl groups by using enzymatic reaction. <P>SOLUTION: Provided is a method for producing a (meth)acrylate by the esterification reaction of an aliphatic carboxylic acid or polybasic carboxylic acid which may have hydroxyl groups with a hydroxyacrylate under a mild condition using a lipase derived from a specific microorganism or an arming yeast presenting the lipase on the cell surface layer. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、酵素反応を用いた、(メタ)アクリル酸誘導体と、水酸基を有してもよい脂肪族カルボン酸、又は多価カルボン酸とを反応させることを特徴とする高分子材料モノマーとして有用なアクリレート化合物の製造方法に関する。 The present invention is useful as a polymer material monomer characterized by reacting a (meth) acrylic acid derivative with an aliphatic carboxylic acid which may have a hydroxyl group or a polyvalent carboxylic acid using an enzymatic reaction. The present invention relates to a method for producing an acrylate compound.

2‐ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート(HE(M)A)に代表されるヒドロキシル基を有する(メタ)アクリル酸誘導体は種々のアクリル樹脂の原料に用いられている。アクリル樹脂中にヒドロキシル基を導入することで、樹脂の水溶性付与やポリイソシアネート化合物との反応による架橋反応などが可能になり、塗料や粘/接着剤などの分野で広く用いられている。しかしながら、HEMAのようなアクリレートをアクリル樹脂に共重合した場合、アクリル樹脂の主鎖近傍にヒドロキシル基が存在するためポリイソシアネート化合物との硬化物物性が脆くなるといった問題があった。このような問題解決のためPEGなどの片末端に(メタ)アクリル基を導入したモノマーが用いられているが、吸水率の上昇などの問題があった。 A (meth) acrylic acid derivative having a hydroxyl group represented by 2-hydroxyethyl (meth) acrylate (HE (M) A) is used as a raw material for various acrylic resins. By introducing a hydroxyl group into an acrylic resin, it becomes possible to impart water solubility to the resin or a crosslinking reaction by reaction with a polyisocyanate compound, and is widely used in the fields of paints and adhesives / adhesives. However, when an acrylate such as HEMA is copolymerized with an acrylic resin, there is a problem that physical properties of the cured product with the polyisocyanate compound become brittle because a hydroxyl group exists in the vicinity of the main chain of the acrylic resin. In order to solve such a problem, a monomer having a (meth) acryl group introduced at one end, such as PEG, is used, but there is a problem such as an increase in water absorption.

一方、再生可能資源として植物由来原料を用いた材料の開発が近年盛んに行われている。脂肪酸を原料に用いた疎水性の高い(メタ)アクリレート化合物およびその製造方法としては、以下の特許文献1、特許文献2、及び特許文献3の開示がある。
しかしながら、熱、酸、酸素等に不安定な原料を用いた場合には著しい着色や分解、ゲル化などの副反応により製造できないこともある等の問題点を有していた。
更には、ヒドロキシ脂肪酸とアクリル酸アルカノールを原料に用いたエステル化反応では、アクリル酸アルカノールおよびヒドロキシ脂肪酸のカルボキシル基間の交差反応に加え、それぞれのヒドロキシル基間の交差反応のため上記特許文献における手法では、更にヒドロキシル基の官能基保護/脱保護等の工程が必要となるなどの問題があった。
On the other hand, development of materials using plant-derived materials as renewable resources has been actively conducted in recent years. As a highly hydrophobic (meth) acrylate compound using a fatty acid as a raw material and a production method thereof, there are disclosures of Patent Document 1, Patent Document 2, and Patent Document 3 below.
However, when a raw material unstable to heat, acid, oxygen or the like is used, there are problems such that it may not be possible to produce due to side reactions such as remarkable coloring, decomposition, and gelation.
Furthermore, in the esterification reaction using hydroxy fatty acid and alkanol acrylate as raw materials, in addition to the cross-reaction between the carboxyl groups of alkanol acrylate and hydroxy-fatty acid, the method in the above-mentioned patent document for the cross-reaction between each hydroxyl group However, there is a problem that a process such as functional group protection / deprotection of the hydroxyl group is further required.

特開平2−110115号JP 2-110115 A 特開平5−229991号Japanese Patent Laid-Open No. 5-229991 特許第3829101号Patent No. 3829101

本発明が解決しようとする課題は、酵素反応を用いた、(メタ)アクリル酸誘導体と、水酸基を有してもよい脂肪族カルボン酸、又は多価カルボン酸とを反応させることを特徴とする高分子材料モノマーとして有用なアクリレート化合物の製造方法の提供にある。 The problem to be solved by the present invention is characterized by reacting a (meth) acrylic acid derivative, an aliphatic carboxylic acid which may have a hydroxyl group, or a polyvalent carboxylic acid using an enzymatic reaction. The present invention provides a method for producing an acrylate compound useful as a polymer material monomer.

本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、アスペルギルス(Aspergillus oryzae)属、アクロモバクター(Achromobacter)属、バシラス(Bacillus)属、カンジダ(Candida)属、クロモバクター(Chromobacter)属、フザリウム(Fusarium)属、フミコラ(Humicola)属、ハイフォザイマ(Hyphozyma)属、シュードモナス(Pseudomonas)属、リゾムーコル(Rhizomucor)属、リゾプス(Rhizopus)属、又はテルモマイセス(Thermomyces)属の微生物から得られるリパーゼ(A)又はリパーゼを細胞表層に提示したアーミング酵母(B)(以下リパーゼ・アーミング酵母(B)と記す。)を用いて、温和な条件下で、(メタ)アクリル酸誘導体と、水酸基を有してもよい炭素数6〜24の脂肪族カルボン酸とのエステル化反応により、高分子材料モノマーとして有用なアクリレート化合物の製造方法を見出し、本発明を完成させるに至った。 As a result of extensive research, the present inventors have found that the genus Aspergillus oryzae, the genus Achromobacter, the genus Bacillus, the genus Candida, the genus Chromobacter, and Fusarium (Fusum). ) Genus, Humicola genus, Hyphozyma genus, Pseudomonas genus, Rhizomucor genus, Rhizopus genus, or Thermomyces cerevisiae (Thermoperis genus) Using arming yeast (B) (hereinafter referred to as lipase arming yeast (B)) presented on the cell surface. Under the conditions, an esterification reaction between a (meth) acrylic acid derivative and an aliphatic carboxylic acid having 6 to 24 carbon atoms which may have a hydroxyl group, found a method for producing an acrylate compound useful as a polymer material monomer The present invention has been completed.

即ち、本発明は、リパーゼ(A)又はリパーゼ・アーミング酵母(B)の存在下に、一般式(1) That is, the present invention provides a compound represented by the general formula (1) in the presence of lipase (A) or lipase arming yeast (B).

Figure 2009254315
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(式中、Rは水素原子又はメチル基、Xは酸素原子又は窒素原子、nは2〜4の整数を表す。)
で表される(メタ)アクリル酸誘導体と、一般式(2)
(In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, X represents an oxygen atom or a nitrogen atom, and n represents an integer of 2 to 4.)
(Meth) acrylic acid derivatives represented by the general formula (2)

Figure 2009254315
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(式中、Rは水酸基又はカルボキシ基を有してもよい炭素数5〜23のアルキル基又はアルケニル基を表す。)
で表されるカルボン酸とを反応させる一般式(3)
(In the formula, R 2 represents a C 5-23 alkyl group or alkenyl group which may have a hydroxyl group or a carboxy group.)
General formula (3) for reacting with a carboxylic acid represented by

Figure 2009254315
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(式中、Rは水素原子又はメチル基、Xは酸素原子又は窒素原子、nは2〜4の整数、Rは水酸基又はカルボキシ基を有してもよい炭素数5〜23のアルキル基又はアルケニル基を表す。)
で表されるアクリレート化合物の製造方法に関する。
(In the formula, R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, X is an oxygen atom or a nitrogen atom, n is an integer of 2 to 4, and R 2 is an alkyl group having 5 to 23 carbon atoms which may have a hydroxyl group or a carboxy group. Or represents an alkenyl group.)
It is related with the manufacturing method of the acrylate compound represented by these.

本発明によれば、(メタ)アクリル酸誘導体と、水酸基を有してもよい脂肪族カルボン酸、又は多価カルボン酸とを反応させることを特徴とする高分子材料モノマーとして有用なアクリレート化合物の製造方法を提供できる。 According to the present invention, an acrylate compound useful as a polymer material monomer characterized by reacting a (meth) acrylic acid derivative with an aliphatic carboxylic acid which may have a hydroxyl group or a polyvalent carboxylic acid. A manufacturing method can be provided.

本発明は、リパーゼ(A)又はリパーゼ・アーミング酵母(B)の存在下に、一般式(1) In the presence of the lipase (A) or the lipase arming yeast (B), the present invention provides a compound represented by the general formula (1)

Figure 2009254315
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(式中、Rは水素原子又はメチル基、Xは酸素原子又は窒素原子、nは2〜4の整数を表す。)
で表される(メタ)アクリル酸誘導体と、一般式(2)
(In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, X represents an oxygen atom or a nitrogen atom, and n represents an integer of 2 to 4.)
(Meth) acrylic acid derivatives represented by the general formula (2)

Figure 2009254315
Figure 2009254315

(式中、Rは水酸基又はカルボキシ基を有してもよい炭素数5〜23のアルキル基又はアルケニル基を表す。)
で表されるカルボン酸とを反応させる一般式(3)
(In the formula, R 2 represents a C 5-23 alkyl group or alkenyl group which may have a hydroxyl group or a carboxy group.)
General formula (3) for reacting with a carboxylic acid represented by

Figure 2009254315
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(式中、Rは水素原子又はメチル基、Xは酸素原子又は窒素原子、nは2〜4の整数、Rは水酸基又はカルボキシ基を有してもよい炭素数5〜23のアルキル基又はアルケニル基を表す。)
で表されるアクリレート化合物の製造方法を提供する。
(In the formula, R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, X is an oxygen atom or a nitrogen atom, n is an integer of 2 to 4, and R 2 is an alkyl group having 5 to 23 carbon atoms which may have a hydroxyl group or a carboxy group. Or represents an alkenyl group.)
The manufacturing method of the acrylate compound represented by these is provided.

一般式(1)で表される化合物は、(メタ)アクリル酸と2価アルコール又はヒドロキシアミンとの脱水縮合反応によって、通常公知の方法により得ることができる。
式中、Rは水素原子であってもメチル基であってもよい。また、Xが酸素原子を表すときは、一般式(1)で表される化合物はエステル誘導体であり、Xが窒素原子を表すときは、一般式(1)で表される化合物はアミド誘導体であるが、本発明ではどちらであってもよい。nは2〜4の整数であれば特に制限なく用いることが可能であるが、特に好ましくは、n=2の場合である。
また、一般式(1)で表される化合物とのエステル反応に供される脂肪族カルボン酸は、一般式(2)
The compound represented by the general formula (1) can be obtained by a generally known method by a dehydration condensation reaction between (meth) acrylic acid and a dihydric alcohol or hydroxyamine.
In the formula, R 1 may be a hydrogen atom or a methyl group. When X represents an oxygen atom, the compound represented by the general formula (1) is an ester derivative, and when X represents a nitrogen atom, the compound represented by the general formula (1) is an amide derivative. However, either may be used in the present invention. n can be used without particular limitation as long as it is an integer of 2 to 4, but it is particularly preferably n = 2.
In addition, the aliphatic carboxylic acid subjected to the ester reaction with the compound represented by the general formula (1) is represented by the general formula (2).

Figure 2009254315
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(式中、Rは水酸基又はカルボキシ基を有してもよい炭素数5〜23のアルキル基又はアルケニル基を表す。)
で表されるカルボン酸であって、得られるエステル誘導体の用途によって、Rに水酸基又はカルボキシ基を有していても有していなくてもよい。
本発明に使用される水酸基を有してもよい炭素数6〜24のカルボン酸の例としては、例えば、カプロン酸、カプリル酸、カプリン酸、ウンデシレン酸、パルミチン酸、オレイン酸、ステアリン酸、リシノール酸、ヒドロキシステアリン酸等の脂肪族カルボン酸を挙げることができるが、これらに限定されない。
さらに、本発明に使用されるカルボキシ基を有する一般式(2)で表されるカルボン酸としては、多価カルボン酸として公知公用のものを好ましく用いることができ、具体的には、アジピン酸、セバシン酸、ドデカン2酸等の多価カルボン酸を挙げることができるが、これらに限定されない。
エステル化の反応においては、一般式(2)で表されるカルボン酸と一般式(1)で表される(メタ)アクリル酸誘導体を反応させてもよいが、一般式(2)で表されるカルボン酸のエステル誘導体を用いても好適にエステル化反応を行うことができる。ここで用いることのできるエステル基としては、例えば、メチルエステル、エチルエステル等の低級アルキルエステルを挙げることができるが、これらに限定されるものではなく、公知公用のエステル基を好ましく用いるこができる。
(In the formula, R 2 represents a C 5-23 alkyl group or alkenyl group which may have a hydroxyl group or a carboxy group.)
The R 2 may or may not have a hydroxyl group or a carboxy group depending on the use of the ester derivative obtained.
Examples of the carboxylic acid having 6 to 24 carbon atoms that may have a hydroxyl group used in the present invention include, for example, caproic acid, caprylic acid, capric acid, undecylenic acid, palmitic acid, oleic acid, stearic acid, and ricinol. Examples thereof include aliphatic carboxylic acids such as acid and hydroxystearic acid, but are not limited thereto.
Furthermore, as the carboxylic acid represented by the general formula (2) having a carboxy group used in the present invention, those known and used as polyvalent carboxylic acids can be preferably used. Specifically, adipic acid, Examples thereof include, but are not limited to, polycarboxylic acids such as sebacic acid and dodecanedioic acid.
In the esterification reaction, the carboxylic acid represented by the general formula (2) and the (meth) acrylic acid derivative represented by the general formula (1) may be reacted. The esterification reaction can be suitably carried out using an ester derivative of carboxylic acid. Examples of the ester group that can be used here include, for example, lower alkyl esters such as methyl ester and ethyl ester, but are not limited thereto, and publicly known and publicly available ester groups can be preferably used. .

本発明で使用される酵素は、アスペルギルス(Aspergillus oryzae)属、アクロモバクター(Achromobacter)属、バシラス(Bacillus)属、カンジダ(Candida)属、クロモバクター(Chromobacter)属、フザリウム(Fusarium)属、フミコラ(Humicola)属、ハイフォザイマ(Hyphozyma)属、シュードモナス(Pseudomonas)属、リゾムーコル(Rhizomucor)属、リゾプス(Rhizopus)属、又はテルモマイセス(Thermomyces)属の微生物から得られるものが好ましい。
より具体的に、本発明に用いられる好ましい市販の酵素を列挙すると、名糖産業株式会社のリパーゼQL、同社リパーゼPL、これらの固定化酵素であるリパーゼQLC、リパーゼQLG、リパーゼPLC、リパーゼPLGがあり、他にも、天野製薬社製リパーゼPS、ノボザイムズ社製リポザイムRM−IM、リポザイムTL−IM、ノボザイム435が挙げられる。これらの酵素は、混合して使用しても良く、また反応過程に伴い酵素を変えたり、又は異なった酵素を足し込んでも良い。
Enzymes used in the present invention include the genus Aspergillus oryzae, the genus Achromobacter, the genus Bacillus, the genus Candida, the genus Chromobacter, the genus Fusarium, (Humicola), Hyphozyma genus, Pseudomonas genus, Rhizomucor genus, Rhizopus genus, or Thermomyces genus, preferably from Thermomyces genus microorganisms.
More specifically, preferred commercially available enzymes used in the present invention are listed as follows: lipase QL of Meisei Sangyo Co., Ltd., lipase PL of the same, lipase QLC, lipase QLG, lipase PLC, and lipase PLG of these immobilized enzymes. Other examples include Lipase PS manufactured by Amano Pharmaceutical Co., Ltd., Lipozyme RM-IM, Lipozyme TL-IM, Novozyme 435 manufactured by Novozymes. These enzymes may be used as a mixture, or may be changed according to the reaction process, or different enzymes may be added.

反応槽中に添加する酵素量は反応後に酵素を取り除く工程上の手間と経済性の点から少ない方が好ましく、この観点から高活性の酵素が好ましい。具体的には1000U/g(脂肪酸エステルの加水分解による活性測定法)以上が好ましく、粉体で分散しにくい酵素の場合は5000U/g以上が好ましい。
酵素の形態は溶液状態、固体粉末、担体に固定化された形態を問わないが、生成物の精製時に不要な成分を含まない固体粉末もしくは担体に固定化されたものが好ましい。また、酵素の再利用を考慮すると担体に固定化されたものが、より好ましい。
酵素の回収は、未反応原料の回収と共に行うことが可能で、反応後の反応液を静置又は冷却後に沈降した酵素と未反応原料と共にデカンテーション、遠心分離又は濾別によって容易に分離できる。冷却は反応時の組成にも依存するが室温以下が好ましい。濾別された酵素及び未反応原料はこのまま、もしくは一度、加温及び減圧下に乾燥し再利用できる。
The amount of enzyme to be added to the reaction tank is preferably small from the viewpoint of labor and economical efficiency for removing the enzyme after the reaction, and from this viewpoint, a highly active enzyme is preferable. Specifically, 1000 U / g (activity measurement method by hydrolysis of fatty acid ester) or more is preferable, and 5000 U / g or more is preferable in the case of an enzyme that is difficult to disperse in a powder.
The form of the enzyme may be in the form of a solution, solid powder, or immobilized on a carrier, but is preferably solid powder or a carrier immobilized on a carrier that does not contain unnecessary components when the product is purified. In view of enzyme reuse, those immobilized on a carrier are more preferred.
The enzyme can be collected together with the unreacted raw material. The reaction solution after the reaction can be easily separated by decantation, centrifugation or filtration together with the enzyme and the unreacted raw material settled after standing or cooling. Cooling depends on the composition during the reaction, but is preferably room temperature or lower. The enzyme and unreacted raw material separated by filtration can be reused as they are, or once dried under heating and reduced pressure.

また、本発明では、エステル反応に適したエステル合成活性の高いリパーゼを細胞表層に発現させた高活性アーミング酵母も好ましく用いることができる。 In the present invention, a highly active arming yeast in which a lipase having a high ester synthesis activity suitable for an ester reaction is expressed on the cell surface can also be preferably used.

本発明で用いられるリパーゼ・アーミング酵母(B)は、以下の特徴を有する。
1.リパーゼ・アーミング酵母(B)が、一倍体a細胞アーミング酵母と一倍体α細胞アーミング酵母を細胞融合したものであること、
2.リパーゼ・アーミング酵母(B)が、前記一倍体a細胞アーミング酵母及び一倍体α細胞アーミング酵母のいずれか一方あるいは両方の細胞表層へ提示されるタンパク質が、分泌シグナル配列、前記タンパク質の構造遺伝子配列、細胞表層局在タンパク質の一部をコードする配列及びGPIアンカリングドメインをコードする配列をこの順で有するDNAによって細胞表層に発現されるものであること、
3.リパーゼ・アーミング酵母(B)が、前記一倍体a細胞アーミング酵母及び一倍体α細胞アーミング酵母のいずれか一方あるいは両方の細胞表層へ提示されるタンパク質が、分泌シグナル配列、前記タンパク質の構造遺伝子配列、GPIアンカリングドメインをコードする配列をこの順で有するDNAによって細胞表層に発現されるものであること、
4.リパーゼ・アーミング酵母(B)が、前記一倍体a細胞アーミング酵母及び一倍体α細胞アーミング酵母のいずれか一方あるいは両方の細胞表層へ提示されるタンパク質が、分泌シグナル配列、前記タンパク質の構造遺伝子配列、糖鎖結合タンパク質ドメインをコードする配列をこの順で有するDNA、あるいは分泌シグナル配列、糖鎖結合タンパク質ドメインをコードする配列、前記細胞表層へ提示されるタンパク質の構造遺伝子配列をこの順で有するDNAによって細胞表層に発現されるものであること。
The lipase arming yeast (B) used in the present invention has the following characteristics.
1. The lipase arming yeast (B) is a cell fusion of a haploid a cell arming yeast and a haploid α cell arming yeast,
2. The lipase arming yeast (B) is a protein that is displayed on the cell surface of one or both of the haploid a-cell arming yeast and the haploid α-cell arming yeast. Expressed on the cell surface by DNA having a sequence, a sequence encoding a part of the cell surface localized protein and a sequence encoding a GPI anchoring domain in this order;
3. The lipase arming yeast (B) is a protein that is displayed on the cell surface of one or both of the haploid a-cell arming yeast and the haploid α-cell arming yeast. A sequence, expressed on the cell surface by DNA having a sequence encoding a GPI anchoring domain in this order;
4). The lipase arming yeast (B) is a protein that is displayed on the cell surface of one or both of the haploid a-cell arming yeast and the haploid α-cell arming yeast. DNA having a sequence and a sequence encoding a sugar chain binding protein domain in this order, or a secretory signal sequence, a sequence encoding a sugar chain binding protein domain, and a structural gene sequence of the protein presented to the cell surface layer in this order It must be expressed on the cell surface by DNA.

本発明におけるリパーゼを細胞表層に発現させたアーミング酵母の作製は、公開特許公報(特開平11−290078、WO2002/085935)を基に行うことができる。 The production of the arming yeast in which the lipase in the present invention is expressed on the cell surface can be carried out based on the published patent publications (JP-A-11-290078, WO2002 / 085935).

(アーミング酵母)
本発明において、アーミング酵母とは細胞表層局在タンパク質と種々の機能性タンパク質(酵素・抗原・抗体・レポータータンパク質など)やペプチドを融合させ、細胞表層にディスプレイさせることにより、通常の酵母では有していない新しい機能を有する、あるいは元来有している機能を増強した酵母細胞のことをいう。また、細胞表層とは細胞膜・細胞壁ならびにその間の空間であるペリプラズムのことであり、これらの層を利用し上記の様な要件を満たす酵母細胞をアーミング酵母という。
(Arming yeast)
In the present invention, the arming yeast is a cell surface localized protein that is fused with various functional proteins (enzymes, antigens, antibodies, reporter proteins, etc.) and peptides, and is displayed on the cell surface. A yeast cell that has a new function that is not present, or that has an enhanced function. The cell surface layer is a cell membrane, a cell wall, and a periplasm that is a space between them, and a yeast cell that uses these layers and satisfies the above requirements is called an arming yeast.

本発明におけるリパーゼに関しては次に説明する通りである。   The lipase in the present invention is as described below.

(分泌型酵素)
リパーゼとは、油脂から脂肪酸を遊離させ得る活性を有する酵素であり、その起源については特に限定されないが、通常、リゾプス・オリザエ(Rhizopus orizae、以下、リゾプス・オリザエと略記する)などのカビ由来のリパーゼや、キャンディダ・アンタルクチカ(Candida Antarctica、以下、キャンディダ・アンタルクチカと略記する)などの酵母由来のリパーゼが好適に用いられている。
(Secretory enzyme)
A lipase is an enzyme having an activity capable of liberating fatty acids from fats and oils, and its origin is not particularly limited, but it is usually derived from fungi such as Rhizopus oryzae (hereinafter abbreviated as Rhizopus oryzae). Lipases derived from yeast such as lipase and Candida antarctica (hereinafter abbreviated as Candida antarctica) are preferably used.

(細胞表層局在タンパク質)
本発明において、細胞表層局在タンパク質とは、酵母の細胞表層に固定され、細胞表層に存在するタンパク質をいう。例えば、凝集性タンパク質であるα―又はa−アグルチニン、FLOタンパク質、大腸菌の外膜タンパク質OmpAなどが挙げられる。一般に細胞表層局在タンパク質は、N末端側に分泌シグナル配列及びC末端側にGPIアンカー付着認識シグナル配列を有している。分泌シグナル配列を有する点では分泌性タンパク質と共通しているが、細胞表層局在タンパク質は、GPIアンカーを介して細胞膜に固定されて輸送される点が分泌性タンパク質と異なる。細胞表層局在タンパク質は細胞膜通過の際、GPIアンカー付着認識シグナル配列が選択的に切断され、新たに突出したC末端部分でGPIアンカーと結合して細胞膜に固定される。その後ホスファチジルイノシトール依存性ホスホリパーゼC(以下、PI−PLCと略記する)によりGPIアンカーの根元部分が切断される。次いで、細胞膜から切り離されたタンパク質は、細胞壁に組み込まれて細胞表層に固定され、細胞表層に局在する。
(Cell surface localized protein)
In the present invention, the cell surface localized protein refers to a protein that is fixed on the cell surface of yeast and is present on the cell surface. For example, α- or a-agglutinin which is an aggregating protein, FLO protein, outer membrane protein OmpA of Escherichia coli and the like can be mentioned. In general, a cell surface localized protein has a secretory signal sequence on the N-terminal side and a GPI anchor attachment recognition signal sequence on the C-terminal side. Although it has the same secretory protein in that it has a secretory signal sequence, the cell surface localized protein is different from the secreted protein in that it is transported by being immobilized on the cell membrane via a GPI anchor. When the cell surface localized protein passes through the cell membrane, the GPI anchor adhesion recognition signal sequence is selectively cleaved, and is bound to the GPI anchor at the newly protruding C-terminal portion and fixed to the cell membrane. Thereafter, the base portion of the GPI anchor is cleaved by phosphatidylinositol-dependent phospholipase C (hereinafter abbreviated as PI-PLC). Subsequently, the protein cut off from the cell membrane is incorporated into the cell wall, fixed to the cell surface layer, and localized on the cell surface layer.

(分泌シグナル配列)
本発明において、分泌シグナル配列とは、一般に細胞外に分泌されるタンパク質のN−末端に結合している、疎水性に富んだアミノ酸を多く含むアミノ酸配列であり、通常、分泌性タンパク質が細胞内から細胞膜を通して細胞外(ペリプラズムも含む)へ分泌される際に除去される。分泌シグナル配列であれば、どのような分泌シグナル配列でも用いることができ、その起源は限定されない。例えば、グルコアミラーゼの分泌シグナル配列、酵母のα―又はa―アグルチニンの分泌シグナル配列、リパーゼの分泌シグナル配列などが好適に用いられている。また、リパーゼの活性に影響を与えないのであれば、分泌シグナル配列の一部又は全部が酵素のN−末端側に残っても良い(特開平11−290078号公報、国際公開第2002/085935号パンフレット参照)。
(Secretory signal sequence)
In the present invention, the secretory signal sequence is an amino acid sequence containing many amino acids rich in hydrophobicity, which is generally bound to the N-terminus of proteins secreted outside the cell. It is removed when it is secreted through the cell membrane to the outside of the cell (including the periplasm). Any secretory signal sequence can be used as long as it is a secretory signal sequence, and its origin is not limited. For example, a glucoamylase secretion signal sequence, a yeast α- or a-agglutinin secretion signal sequence, a lipase secretion signal sequence and the like are preferably used. If the lipase activity is not affected, a part or all of the secretory signal sequence may remain on the N-terminal side of the enzyme (Japanese Patent Laid-Open No. 11-290078, International Publication No. 2002/085935). (See brochure).

(GPIアンカー及びGPIアンカリングドメイン)
GPIアンカーとは、グリコシルホスファチジルイノシトール(GPI)と呼ばれる、エタノールアミンリン酸―6マンノースα1−2マンノースα1−6マンノースα1−4グルコサミンα1−6イノシトールリン脂質を基本構造とする糖脂質をいう。
(GPI anchor and GPI anchoring domain)
The GPI anchor refers to a glycolipid called glycosylphosphatidylinositol (GPI) having ethanolamine phosphate-6 mannose α1-2 mannose α1-6 mannose α1-4 glucosamine α1-6 inositol phospholipid as a basic structure.

GPIアンカリングドメインは、通常、細胞表層局在タンパク質のC末端あるいはその近傍に位置する。例えば、α―アグルチニンのC末端から320アミノ酸の配列をコードする配列がこれに相当し、この配列には、GPIアンカーが細胞表層局在タンパク質と結合する際に認識される配列であるGPIアンカー認識付着シグナル配列の他に、4カ所の糖鎖結合部位がある。GPIアンカーの根元部分がPI−PLCにより切断された後、これらの糖鎖結合部位に結合した糖鎖と細胞壁を構成する多糖類とが共有結合することで、α―アグルチニンのC末端配列部分が細胞壁と結合し、α―アグルチニンは細胞表層に保持される。   The GPI anchoring domain is usually located at or near the C-terminus of the cell surface localized protein. For example, this corresponds to a sequence encoding a sequence of 320 amino acids from the C-terminus of α-agglutinin, and this sequence includes a GPI anchor recognition sequence that is recognized when a GPI anchor binds to a cell surface localized protein. In addition to the adhesion signal sequence, there are four sugar chain binding sites. After the base part of the GPI anchor is cleaved by PI-PLC, the sugar chain bound to these sugar chain binding sites and the polysaccharide constituting the cell wall are covalently bound, so that the C-terminal sequence part of α-agglutinin is Bound to the cell wall, α-agglutinin is retained on the cell surface.

(糖鎖結合タンパク質ドメイン)
本発明において、糖鎖結合タンパク質ドメインとは、複数の糖鎖を有し、この糖鎖が、細胞壁中の糖鎖と相互作用又は絡み合うことによって、細胞表層に留まることのできるドメインをいう。例えば、レクチンなどの糖鎖結合部位や、α―アグルチニン、a―アグルチニン、FLOタンパク質などの凝集タンパク質の凝集機能ドメインなどが挙げられる。
(凝集機能ドメイン)
細胞表層局在タンパク質の凝集機能ドメインとはGPIアンカリングドメインよりもN末端側にあり、複数の糖鎖を有し、凝集に関与していると考えられているドメインをいう。
(Glycan-binding protein domain)
In the present invention, the sugar chain-binding protein domain refers to a domain that has a plurality of sugar chains and can remain on the cell surface layer by interacting or entanglement with sugar chains in the cell wall. Examples include sugar chain binding sites such as lectins, and aggregation functional domains of aggregated proteins such as α-agglutinin, a-agglutinin, and FLO protein.
(Aggregating functional domain)
The aggregation functional domain of the cell surface localized protein refers to a domain that is located on the N-terminal side of the GPI anchoring domain, has a plurality of sugar chains, and is considered to be involved in aggregation.

本発明において、リパーゼを細胞表層に発現させるDNAは、以下の配列を有するDNAであることが好ましい。
(1)分泌シグナル配列、リパーゼの構造遺伝子配列、細胞表層局在タンパク質の一部をコードする配列及びGPIアンカリングドメインをコードする配列をこの順で有するDNA
(2)分泌シグナル配列、リパーゼの構造遺伝子配列、糖鎖結合タンパク質ドメインをコードする配列をこの順で有するDNA
(3)分泌シグナル配列、糖鎖結合タンパク質ドメインをコードする配列、リパーゼの構造遺伝子配列をこの順で有するDNA
(4)分泌シグナル配列、リパーゼの構造遺伝子配列、GPIアンカリングドメインをコードする配列をこの順で有するDNA
上記(2)、(3)の場合は、糖鎖結合タンパク質ドメインが、少なくとも細胞表層局在タンパク質の凝集機能ドメインを含む部分であることが好ましい。
In the present invention, the DNA for expressing lipase on the cell surface is preferably DNA having the following sequence.
(1) DNA having a secretory signal sequence, a lipase structural gene sequence, a sequence encoding a part of a cell surface localized protein, and a sequence encoding a GPI anchoring domain in this order
(2) DNA having a secretory signal sequence, a lipase structural gene sequence, and a sequence encoding a sugar chain binding protein domain in this order
(3) DNA having a secretory signal sequence, a sequence encoding a sugar chain binding protein domain, and a structural gene sequence of lipase in this order
(4) DNA having a secretory signal sequence, a lipase structural gene sequence, and a sequence encoding a GPI anchoring domain in this order
In the case of the above (2) and (3), it is preferable that the sugar chain binding protein domain is a part including at least the aggregation functional domain of the cell surface localized protein.

また、上記(1)〜(4)の場合、リパーゼの構造遺伝子配列と、細胞表層局在タンパク質の一部をコードする配列もしくは糖鎖結合タンパク質ドメインをコードする配列又はGPIアンカリングドメインをコードする配列との間には、適当な長さのリンカー配列が挟みこまれてもよく、アミノ酸の種類は限定されないが、アミノ酸8個〜21個をコードするDNA配列が好ましい。   In the case of the above (1) to (4), a structural gene sequence of lipase, a sequence encoding a part of a cell surface localized protein, a sequence encoding a sugar chain binding protein domain, or a GPI anchoring domain is encoded. A linker sequence having an appropriate length may be sandwiched between the sequences, and the type of amino acid is not limited, but a DNA sequence encoding 8 to 21 amino acids is preferred.

前記(1)〜(4)のDNAは、従来公知の手法を用いて合成することができる。例えば、(1)のDNAの場合、分泌シグナル配列とリパーゼの構造遺伝子配列との結合は、部位特異的突然変異法を用いて行うことができ、正確な分泌シグナル配列の切断と高活性なリパーゼBの発現が可能である。さらに、このようにして得られた配列と、細胞表層局在タンパク質の一部をコードする配列及びGPIアンカー付着シグナル配列とを結合すればよい。結合は、適切な制限酵素、リンカー等を用いて行うことができる。   The DNAs (1) to (4) can be synthesized using a conventionally known method. For example, in the case of the DNA of (1), the secretory signal sequence and the lipase structural gene sequence can be linked by using site-directed mutagenesis, and the accurate secretion signal sequence can be cleaved and highly active lipase can be obtained. Expression of B is possible. Furthermore, the sequence thus obtained may be combined with a sequence encoding a part of the cell surface localized protein and a GPI anchor attachment signal sequence. The binding can be performed using an appropriate restriction enzyme, linker or the like.

また、係るDNAは、プラスミドの形態でも、宿主となるサッカロミセス属酵母の遺伝子に組み込まれた形態でも、いずれでもよい。   The DNA may be in the form of a plasmid or in the form of being incorporated into a gene of a yeast of the genus Saccharomyces that serves as a host.

アーミング酵母は、係るDNAをサッカロミセス属酵母に導入することにより得ることができる。   Arming yeast can be obtained by introducing such DNA into Saccharomyces yeast.

このようにして得られるアーミング酵母は、従来のアーミング酵母に比べ、エステル反応を触媒する活性が高く、エステル反応により適したアーミング酵母である。更に、従来のアーミング酵母よりも耐熱性が高く、高温でエステル反応を触媒できるため、エステル合成反応のような吸熱反応を効率よく触媒することが可能である。
一般式(1)で表される(メタ)アクリレートと脂肪族カルボン酸の使用比率は、好ましくは等モル、又は一般式(1)で表される(メタ)アクリレートと脂肪族カルボン酸に対して1.1〜1.5倍モルの比率で使用してもよい。
反応に使用する酵素量は、一般式(3)で表される(メタ)アクリレートと2級水酸基を有する脂肪酸の合計質量に対して、0.5〜10質量%、好ましくは、1〜5質量%、より好ましくは、2〜4質量%である。
本発明の反応は、一般式(1)で表される(メタ)アクリレートを基質とすると共に反応溶媒として用いて、酵素反応を行なうことができるが、酵素活性に影響しない有機溶媒を添加して行うこともできる。このような反応溶媒は、用いないことが好ましいが、反応系の撹拌効率の向上や基質の溶解促進を目的として、必要に応じて反応系に添加しても良い。
The arming yeast obtained in this way is an arming yeast that has a higher activity for catalyzing the ester reaction than the conventional arming yeast and is more suitable for the ester reaction. Furthermore, since it has higher heat resistance than conventional arming yeasts and can catalyze ester reactions at high temperatures, it is possible to efficiently catalyze endothermic reactions such as ester synthesis reactions.
The use ratio of the (meth) acrylate represented by the general formula (1) and the aliphatic carboxylic acid is preferably equimolar or relative to the (meth) acrylate and the aliphatic carboxylic acid represented by the general formula (1). You may use it in the ratio of 1.1-1.5 times mole.
The amount of enzyme used in the reaction is 0.5 to 10% by mass, preferably 1 to 5% by mass with respect to the total mass of the (meth) acrylate represented by the general formula (3) and the fatty acid having a secondary hydroxyl group. %, More preferably 2 to 4% by mass.
In the reaction of the present invention, an enzyme reaction can be performed using the (meth) acrylate represented by the general formula (1) as a substrate and a reaction solvent, but an organic solvent that does not affect the enzyme activity is added. It can also be done. Such a reaction solvent is preferably not used, but may be added to the reaction system as needed for the purpose of improving the stirring efficiency of the reaction system and promoting dissolution of the substrate.

用いられる溶媒としては、例えば、水、緩衝水溶液、塩水溶液、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、ターシャリーブタノール、アミルアルコール、イソアミルアルコール、エチレングリコール、グリセリン、モノグリム、ジグリム、アセトニトリル、硝酸メチル、ジエチルエーテル、ジメチルスルホキシド(DMSO)、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、THF、ジオキサン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、ベンゼン、トルエン、キシレン、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、ジクロロエタン、トリクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン、ピリジン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、イソオクタン、シクロヘキサン等が好ましく、これら2種以上の混合物でもかまわない。
反応で副生する水は、反応系内を減圧にし、窒素等の不活性ガスを吹き込むことにより、減圧留去することが好ましい。
Examples of the solvent used include water, aqueous buffer solution, aqueous salt solution, methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, tertiary butanol, amyl alcohol, isoamyl alcohol, ethylene glycol, glycerin, monoglyme, diglyme, acetonitrile, methyl nitrate, Diethyl ether, dimethyl sulfoxide (DMSO), dimethylformamide (DMF), diethyl ether, diisopropyl ether, THF, dioxane, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, isopropyl acetate, butyl acetate, isobutyl acetate, benzene, toluene, xylene, dichloromethane , Chloroform, carbon tetrachloride, dichloroethane, trichloroethane, chlorobenzene, dichlorobenzene, trichlorobenzene, pyri Emissions, pentane, hexane, heptane, octane, isooctane, cyclohexane and the like are preferable, it may be a mixture of two or more thereof.
Water produced as a by-product in the reaction is preferably distilled off under reduced pressure by reducing the pressure in the reaction system and blowing in an inert gas such as nitrogen.

酵素活性を考慮すると反応系の水分を制御することが好ましく、水分量は10ppmから10%(100000ppm)、酵素の活性のためには10ppmから1%(10000ppm)添加することが好ましく、反応の平衡を考慮すると10ppmから1000ppmとすることが好ましい。これらの水分は、添加する酵素に含ませても、反応系に別途に添加しても良く、反応途中で順次、少量の水分を添加しても良い。
反応温度は、基質の溶解性と反応速度を考慮すると高温が好ましいが、一方、酵素の熱による失活を考慮すると低温が好ましく、相反する条件を満たす必要があり、極めて重要である。本発明に使用するリパーゼでは、好ましい反応温度として、30〜60℃の温度を挙げることができ、更に好ましくは、35〜45℃の温度を挙げることができる。
反応圧力は沸点による温度制御等を目的とし可変であり、減圧、加圧、0.13から1013khPa(1mmHgから7600mmHg)の範囲で反応可能であり、通常1.3から202.6KPa(10mmHgから1520mmHg)の範囲で可能である。反応時間は、反応系により異なり、一概に規定されないが、反応効率と収量を考慮すると、一般に3時間から48時間が好ましく、更に好ましくは5時間から30時間であって、この程度の反応時間で留めて、未反応の原料を全て回収し、再反応に用いることが好ましい。
Considering the enzyme activity, it is preferable to control the water content of the reaction system, the water content is preferably 10 ppm to 10% (100,000 ppm), and for the enzyme activity, 10 ppm to 1% (10000 ppm) is preferably added. Is considered to be 10 ppm to 1000 ppm. These waters may be included in the enzyme to be added, or may be added separately to the reaction system, or small amounts of water may be added sequentially during the reaction.
The reaction temperature is preferably a high temperature in consideration of the solubility of the substrate and the reaction rate. On the other hand, the low temperature is preferable in consideration of the inactivation of the enzyme by heat, and it is necessary to satisfy the conflicting conditions. In the lipase used in the present invention, as a preferable reaction temperature, a temperature of 30 to 60 ° C. can be mentioned, and more preferably a temperature of 35 to 45 ° C. can be mentioned.
The reaction pressure is variable for the purpose of temperature control by boiling point, etc., and the reaction can be performed in the range of reduced pressure, pressurization, 0.13 to 1013 khPa (1 mmHg to 7600 mmHg), and usually 1.3 to 202.6 KPa (10 mmHg to 1520 mmHg). ) Is possible. The reaction time varies depending on the reaction system and is not generally defined. However, considering reaction efficiency and yield, it is generally preferably 3 hours to 48 hours, more preferably 5 hours to 30 hours. It is preferable to collect all unreacted raw materials and use them for re-reaction.

本発明に用いる反応装置は特に限定されるものではないが、基質と酵素の分散衝突性を向上させる為に、攪拌装置を有する反応槽での反応が好ましい。即ち、反応槽から留出する水を凝縮器に通し、次いで凝集したこれらをモレキュラーシーブス等の充填剤を充填した副生成物除去槽に通して、水をモレキュラーシーブスで吸着除去する。
副生成物除去槽に充填する充填材としては、(メタ)アクリレートと溶媒を吸着しないものを選択することが好ましく、モレキュラーシーブス、シリカゲル、塩化カルシウム、塩化カリウム、塩化ナトリウム、酸化マグネシウム、硫化マグネシウム、炭酸カリウム、硫酸ナトリウム等が挙げられる。モレキュラーシーブスは、副生物の種類により適宜変える必要があるが、副生生物が水、メタノールならば3Aタイプ、これらもしくはエタノール等では4Aタイプが好ましい。副生成物除去槽は反応槽の1%から100%の体積があれば十分である。
Although the reaction apparatus used for this invention is not specifically limited, In order to improve the dispersion | distribution collision property of a substrate and an enzyme, reaction with the reaction tank which has a stirring apparatus is preferable. That is, water distilled from the reaction tank is passed through a condenser, and then the agglomerated water is passed through a byproduct removal tank filled with a filler such as molecular sieves, and water is adsorbed and removed by molecular sieves.
As the filler to be filled in the by-product removal tank, it is preferable to select a filler that does not adsorb (meth) acrylate and the solvent. Molecular sieves, silica gel, calcium chloride, potassium chloride, sodium chloride, magnesium oxide, magnesium sulfide, Examples include potassium carbonate and sodium sulfate. The molecular sieve needs to be appropriately changed depending on the type of by-product, but the 3A type is preferable if the by-product is water or methanol, and the 4A type is preferable if these are ethanol or ethanol. A by-product removal tank having a volume of 1% to 100% of the reaction tank is sufficient.

モレキュラーシーブは、その重量の30%程度の重量の水等を吸着することが可能であるが、反応効率等の観点から過剰量を充填することが好ましい。反応中又は反応後に充填材は再生する必要があり、再生方法としては洗浄、加熱、減圧の方法がある。一般には水、アルコールでの洗浄後に加熱乾燥及び減圧乾燥を行う。温度は100℃以上が好ましく、180℃以上が速い再生を望める。
副生成物除去槽の規模を小さくするには、反応中に充填剤の再生を行うことが効率的であり、例えば2つ以上の除去槽を並列に使用し、使用槽を切換えて連続運転することが好ましい。また副生成物除去槽はソクスレー抽出機のような構造を有していることも好ましい。また副生成物除去槽を持たずに反応槽に直接、これらの充填物を反応槽内部に入れて反応させ、反応後に反応物から除去することも可能である。
撹拌装置はスクリュー翼、ヘリカル翼、ファードラー翼、タービン翼、パドル翼等を使用でき、均質な撹拌が可能な用いることが好ましい。撹拌回転数は撹拌効率、撹拌動力に依存するもののため、撹拌翼、反応槽のスケール等に依存するが、基質が不均質な場合、沈殿が生じない範囲で低速度が好ましい。
The molecular sieve can adsorb water having a weight of about 30% of its weight, but is preferably filled with an excess amount from the viewpoint of reaction efficiency. It is necessary to regenerate the filler during or after the reaction, and examples of the regeneration method include washing, heating, and decompression. In general, after drying with water and alcohol, drying by heating and drying under reduced pressure are performed. The temperature is preferably 100 ° C. or higher, and rapid regeneration can be expected at 180 ° C. or higher.
In order to reduce the scale of the by-product removal tank, it is efficient to regenerate the filler during the reaction. For example, two or more removal tanks are used in parallel, and the operation tanks are switched to operate continuously. It is preferable. It is also preferable that the by-product removal tank has a structure like a Soxhlet extractor. Moreover, it is also possible not to have a by-product removal tank, but to put these packing materials into the reaction tank directly to react and to remove them from the reaction product after the reaction.
As the stirring device, screw blades, helical blades, fiddler blades, turbine blades, paddle blades, and the like can be used, and it is preferable that homogeneous stirring is possible. The stirring rotation speed depends on the stirring efficiency and stirring power, and therefore depends on the stirring blade, the scale of the reaction tank, etc., but when the substrate is heterogeneous, a low speed is preferable as long as precipitation does not occur.

以下に本発明を実施例により具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described specifically by way of examples.

(実施例1) カプリル酸とHEMAとの反応
三方コック(一方は、冷却トラップを介して減圧ポンプと、他方は減圧ゲージと結合している)および気体導入管(ガス流量制御コントローラーに結合している)を取り付けた三ツ口フラスコに、
カプリル酸 28.8g、0.20mol
2−ヒドロキシエチルメタクリレート 28.6g、0.22mol
メトキシハイドロキノン 9mg
水 1.7g
リポザイムRM−IM 1.7g(モノマー全量に対し3重量%)
を入れ、油浴にて45℃に加温した。反応は攪拌羽根を取り付けた機械式攪拌器を用い攪拌を行った。4時間後、反応系内を減圧(3.5kPa)し、かつ乾燥空気を供給した。反応開始より24時間後の反応転化率は>97%(GCピーク)であった。反応系内の減圧および窒素の吹き込みを停止し、濾過(アドバンテック製生産用濾紙No.28−3を使用)により固定化酵素を濾別した。室温にて透明液体(純度93%(GCピーク比)、ハーゼン色数20)を得た。
(Example 1) Reaction of caprylic acid with HEMA Three-way cock (one is connected to a vacuum pump through a cooling trap, the other is connected to a vacuum gauge) and a gas introduction pipe (coupled to a gas flow rate controller) Is attached to the three-necked flask
Caprylic acid 28.8g, 0.20 0 mol
2-hydroxyethyl methacrylate 28.6 g, 0.22 0 mol
Methoxyhydroquinone 9mg
1.7g of water
Lipozyme RM-IM 1.7 g (3% by weight based on the total amount of monomers)
And heated to 45 ° C. in an oil bath. The reaction was stirred using a mechanical stirrer equipped with a stirring blade. After 4 hours, the pressure inside the reaction system was reduced (3.5 kPa) and dry air was supplied. The reaction conversion rate after 24 hours from the start of the reaction was> 97% (GC peak). The pressure reduction and nitrogen blowing in the reaction system were stopped, and the immobilized enzyme was separated by filtration (using Advantech production filter paper No. 28-3). A transparent liquid (purity 93% (GC peak ratio), Hazen color number 20) was obtained at room temperature.

本発明において反応追跡および純度の決定はガスクロマトグラムにより行った。
<ガスクロマトグラム条件>
測定機器: 島津製 GC−2010
カラム: キャピラリーカラムTC−5(0.32mmI.D.×30m,df=0.25μm,GLサイエンス製)
インジェクション方法: スプリット法(30:1)
インジェクション温度: 300℃
検出方法:FID
検出器温度:320℃
カラム温度:100℃(2分間保持)→20℃/分→300℃(13分間保持)
また、混合物の化合物同定は、質量分析(GC−MS)によって確認した。
<GC−MS条件>
測定機器: 日本電子製 JMS−K9(四重極型)
カラム: キャピラリーカラムDB−5ms(0.25mmI.D.×30m,df=0.25μm,アジレントテクノロジー製)
インジェクション方法: スプリット法(30:1)
インジェクション温度: 300℃
カラム温度:50℃(2分間保持)→15℃/分→300℃
イオン化方法:EI または CI(イソブタン)
In the present invention, reaction tracking and purity determination were performed by gas chromatogram.
<Gas chromatogram conditions>
Measuring equipment: Shimadzu GC-2010
Column: Capillary column TC-5 (0.32 mm ID × 30 m, df = 0.25 μm, manufactured by GL Sciences)
Injection method: Split method (30: 1)
Injection temperature: 300 ° C
Detection method: FID
Detector temperature: 320 ° C
Column temperature: 100 ° C. (hold for 2 minutes) → 20 ° C./minute→300° C. (hold for 13 minutes)
Moreover, the compound identification of the mixture was confirmed by mass spectrometry (GC-MS).
<GC-MS conditions>
Measuring instrument: JEOL JMS-K9 (quadrupole type)
Column: Capillary column DB-5 ms (0.25 mm ID × 30 m, df = 0.25 μm, manufactured by Agilent Technologies)
Injection method: Split method (30: 1)
Injection temperature: 300 ° C
Column temperature: 50 ° C. (2 minutes hold) → 15 ° C./min→300° C.
Ionization method: EI or CI (isobutane)

(実施例2)カプリル酸メチルとHEMAとの反応
三方コック(一方は、冷却トラップを介して減圧ポンプと、他方は減圧ゲージと結合している)および気体導入管(ガス流量制御コントローラーに結合している)を取り付けた三ツ口フラスコに、
カプリル酸メチル 34.8gl、0.22mol
2−ヒドロキシエチルメタクリレート 31.5g、0.24mol
メトキシハイドロキノン 7mg
リポザイムRM−IM 3.3g(モノマー全量に対し5重量%)
を入れ、油浴にて45℃に加温した。反応は攪拌羽根を取り付けた機械式攪拌器を用い攪拌を行った。30分後、反応系内を減圧(2.5kPa)し、かつ乾燥空気を供給した。反応開始より8時間後、反応系内の減圧度を1.5kPa、ついで反応開始より24時間後に0.6kPaにまで高め反応を継続した。反応開始より24時間後の反応転化率は93%、36時間後の転化率97%であった。反応開始より72時間後、カプリル酸メチルのピークの消失を確認した後、反応系内の減圧および空気の吹き込みを停止し、濾過(アドバンテック製生産用濾紙No.28−3を使用)により固定化酵素を濾別した。室温にて透明液体を得た。
実施例1と同様にして反応追跡および純度の決定はガスクロマトグラムにより行い、混合物の化合物同定は、質量分析(GC−MS)によって確認した。
(Example 2) Reaction of methyl caprylate and HEMA Three-way cock (one is connected to a vacuum pump through a cooling trap, the other is connected to a vacuum gauge) and a gas introduction pipe (coupled to a gas flow control controller) To the three-necked flask with
Methyl caprylate 34.8gl, 0.22 0 mol
2-hydroxyethyl methacrylate 31.5 g, 0.24 2 mol
Methoxyhydroquinone 7mg
Lipozyme RM-IM 3.3 g (5% by weight based on the total amount of monomers)
And heated to 45 ° C. in an oil bath. The reaction was stirred using a mechanical stirrer equipped with a stirring blade. After 30 minutes, the pressure in the reaction system was reduced (2.5 kPa), and dry air was supplied. 8 hours after the start of the reaction, the degree of vacuum in the reaction system was increased to 1.5 kPa, and then 24 hours after the start of the reaction, the reaction was continued to increase to 0.6 kPa. The reaction conversion rate after 24 hours from the start of the reaction was 93%, and the conversion rate after 36 hours was 97%. 72 hours after the start of the reaction, after confirming the disappearance of the methyl caprylate peak, the pressure reduction in the reaction system and the blowing of air were stopped, and immobilization was performed by filtration (using filter paper No. 28-3 for production manufactured by Advantech). The enzyme was filtered off. A clear liquid was obtained at room temperature.
In the same manner as in Example 1, reaction tracking and purity determination were performed by gas chromatogram, and compound identification of the mixture was confirmed by mass spectrometry (GC-MS).

(比較例1)カプリル酸とHEMAとの反応(化学合成例)
デカンターおよび気体導入管を取り付けた三ツ口フラスコに、
カプリル酸 28.8g、0.20mol
2−ヒドロキシエチルメタクリレート 31.2g、0.24mol
メトキシハイドロキノン 0.1g
p−トルエンスルホン酸 1.5g
トルエン 240.0g
を入れ、油浴にて125〜130℃に加温した。攪拌はマグネチックスターラーを用い、また、乾燥空気をバブリングにより供給した。トルエンの還流とともに縮合水の生成が確認された。反応開始より6時間後、縮合水の生成が停止し、また、反応追跡結果より反応の進行が認められないため反応を停止した。このときの転化率は91%であった。反応混合物を5%炭酸ナトリウム水溶液によるアルカリ洗浄、その後、飽和食塩水および蒸留水による洗浄を行った。反応混合物を無水硫酸マグネシウムで乾燥後、トルエンを留去し、淡黄色液体(純度85%(GCピーク比)、ハーゼン色数150)を得た。
実施例1と同様にして反応追跡および純度の決定はガスクロマトグラムにより行い、混合物の化合物同定は、質量分析(GC−MS)によって確認した。
Comparative Example 1 Reaction of Caprylic Acid with HEMA (Chemical Synthesis Example)
In a three-necked flask equipped with a decanter and a gas introduction tube,
Caprylic acid 28.8g, 0.20 0 mol
2-hydroxyethyl methacrylate 31.2 g, 0.24 0 mol
Methoxyhydroquinone 0.1g
p-Toluenesulfonic acid 1.5g
Toluene 240.0g
And heated to 125-130 ° C. in an oil bath. For stirring, a magnetic stirrer was used, and dry air was supplied by bubbling. Formation of condensed water was confirmed with the reflux of toluene. Six hours after the start of the reaction, the generation of condensed water was stopped, and the reaction was stopped because no progress of the reaction was observed from the reaction tracking results. The conversion rate at this time was 91%. The reaction mixture was washed with 5% aqueous sodium carbonate solution and then with saturated brine and distilled water. The reaction mixture was dried over anhydrous magnesium sulfate, and then toluene was distilled off to obtain a pale yellow liquid (purity 85% (GC peak ratio), Hazen color number 150).
In the same manner as in Example 1, reaction tracking and purity determination were performed by gas chromatogram, and compound identification of the mixture was confirmed by mass spectrometry (GC-MS).

(比較例2) カプリル酸とHEMAとの反応(選択性を示さないリパーゼを用いた場合の実験例)
酵素触媒としてリポザイムRM−IMの代わりにノボザイム435(Candida antarctica由来リパーゼBの固定化酵素)を用いた以外は実施例1と同様の反応を行った。
(Comparative Example 2) Reaction of caprylic acid with HEMA (Experimental example using lipase not showing selectivity)
The same reaction as in Example 1 was performed except that Novozyme 435 (an immobilized enzyme of lipase B derived from Candida antarctica) was used instead of lipozyme RM-IM as an enzyme catalyst.

GC分析による反応追跡の結果、反応の進行に伴い目的物のピーク(Rt:8.9分)以外のピークも複数種類生成した。反応開始より24時間後の反応転化率は>98%であった。反応系内の減圧および窒素の吹き込みを停止し、濾過(アドバンテック製生産用濾紙No.28−3を使用)により固定化酵素を濾別した。室温にて透明液体を得た。
実施例1と同様にして反応追跡および純度の決定はガスクロマトグラムにより行い、混合物の化合物同定は、質量分析(GC−MS)によって確認した。
As a result of reaction tracking by GC analysis, a plurality of peaks other than the peak of the target product (Rt: 8.9 minutes) were generated as the reaction progressed. The reaction conversion after 24 hours from the start of the reaction was> 98%. The pressure reduction and nitrogen blowing in the reaction system were stopped, and the immobilized enzyme was separated by filtration (using Advantech production filter paper No. 28-3). A clear liquid was obtained at room temperature.
In the same manner as in Example 1, reaction tracking and purity determination were performed by gas chromatogram, and compound identification of the mixture was confirmed by mass spectrometry (GC-MS).

得られた化合物についてGC分析を行ったところ、目的化合物の純度は51%(GCピーク比)であった。   When GC analysis was performed on the obtained compound, the purity of the target compound was 51% (GC peak ratio).

(実施例1と比較例1および2の分析)
GC分析およびGC質量分析により反応生成物の分析を行い、生成物の同定及びGCピーク面積より反応選択率(純度)を算出した。
(Analysis of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2)
The reaction product was analyzed by GC analysis and GC mass spectrometry, and the reaction selectivity (purity) was calculated from the product identification and the GC peak area.

Figure 2009254315
Figure 2009254315

(表中、EGDMAはエチレングリコールジメタクリレート、HO−EG−C8はエチレングリコールモノカプリレート、C8−EG−C8はエチレングリコールジカプリレートを示す。) (In the table, EGDMA represents ethylene glycol dimethacrylate, HO-EG-C8 represents ethylene glycol monocaprylate, and C8-EG-C8 represents ethylene glycol dicaprylate.)

実施例1および比較例1、2の結果より、実施例1では高純度、且つ、着色の無い目的物が得られた。 From the results of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2, in Example 1, a high-purity and uncolored target product was obtained.

(実施例3) カプロン酸とHEMAとの反応
三方コック(一方は、冷却トラップを介して減圧ポンプと、他方は減圧ゲージと結合している)および気体導入管(ガス流量制御コントローラーに結合している)を取り付けた三ツ口フラスコに、
カプロン酸 28.3、0.25mol
2−ヒドロキシエチルメタクリレート 35.8g、0.27mol
メトキシハイドロキノン 6mg
水 3.2g
リポザイムRM−IM 1.9g(モノマー全量に対し3重量%)
を入れ、油浴にて45℃に加温した。反応は攪拌羽根を取り付けた機械式攪拌器を用い攪拌を行った。1.5時間後、反応系内を減圧(3.5kPa)し、かつ乾燥空気を供給した。反応開始より8.5時間後、反応系内の減圧度を5.0kPaにまで高め反応を継続した。反応開始より48時間後、反応系内の減圧および空気の吹き込みを停止し、濾過(アドバンテック製生産用濾紙No.28−3を使用)により固定化酵素を濾別した。室温にて透明液体を得た。目的物の純度は90%(GCピーク比)であった。
実施例1と同様にして反応追跡および純度の決定はガスクロマトグラムにより行い、混合物の化合物同定は、質量分析(GC−MS)によって確認した。
(Example 3) Reaction of caproic acid with HEMA Three-way cock (one is connected to a vacuum pump through a cooling trap, the other is connected to a vacuum gauge) and a gas introduction pipe (coupled to a gas flow rate controller) Is attached to the three-necked flask
Caproic acid 28.3, 0.25 0 mol
2-Hydroxyethyl methacrylate 35.8 g, 0.27 5 mol
Methoxyhydroquinone 6mg
3.2g of water
Lipozyme RM-IM 1.9 g (3% by weight based on the total amount of monomers)
And heated to 45 ° C. in an oil bath. The reaction was stirred using a mechanical stirrer equipped with a stirring blade. After 1.5 hours, the pressure in the reaction system was reduced (3.5 kPa), and dry air was supplied. After 8.5 hours from the start of the reaction, the degree of vacuum in the reaction system was increased to 5.0 kPa, and the reaction was continued. 48 hours after the start of the reaction, the pressure reduction and air blowing in the reaction system were stopped, and the immobilized enzyme was separated by filtration (using production paper No. 28-3 manufactured by Advantech). A clear liquid was obtained at room temperature. The purity of the target product was 90% (GC peak ratio).
In the same manner as in Example 1, reaction tracking and purity determination were performed by gas chromatogram, and compound identification of the mixture was confirmed by mass spectrometry (GC-MS).

(実施例4) パルミチン酸とHEMAとの反応
三方コック(一方は、冷却トラップを介して減圧ポンプと、他方は減圧ゲージと結合している)および気体導入管(ガス流量制御コントローラーに結合している)を取り付けた三ツ口フラスコに、
パルミチン酸38.5g、0.15mol
2−ヒドロキシエチルメタクリレート 21.5g、0.16mol
メトキシハイドロキノン 7mg
リポザイムRM−IM 1.8g(モノマー全量に対し3重量%)
を入れ、油浴にて60℃に加温した。反応は攪拌羽根を取り付けた機械式攪拌器を用い攪拌を行った。反応開始時にはパルミチン酸は一部溶解した懸濁状態であった。15分後、反応系内を減圧(3.5kPa)し、かつ乾燥空気を供給した。反応の進行に伴い固体のパルミチン酸はすべて溶解した。反応開始より20時間後(反応転化率>98%)、反応系内の減圧および空気の吹き込みを停止し、濾過(アドバンテック製生産用濾紙No.28−3を使用)により固定化酵素を濾別した。生成物の純度は85%(GCピーク比)であった。
実施例1と同様にして反応追跡および純度の決定はガスクロマトグラムにより行い、混合物の化合物同定は、質量分析(GC−MS)によって確認した。
(Example 4) Reaction of palmitic acid with HEMA Three-way cock (one is connected to a vacuum pump through a cooling trap, the other is connected to a vacuum gauge) and a gas introduction pipe (coupled to a gas flow rate controller) Is attached to the three-necked flask
Palmitic acid 38.5g, 0.15 0 mol
2-Hydroxyethyl methacrylate 21.5 g, 0.16 5 mol
Methoxyhydroquinone 7mg
Lipozyme RM-IM 1.8 g (3% by weight based on the total amount of monomers)
And heated to 60 ° C. in an oil bath. The reaction was stirred using a mechanical stirrer equipped with a stirring blade. At the start of the reaction, palmitic acid was in a partially dissolved suspension state. After 15 minutes, the pressure in the reaction system was reduced (3.5 kPa), and dry air was supplied. All the solid palmitic acid dissolved as the reaction proceeded. 20 hours after the start of the reaction (reaction conversion> 98%), the pressure reduction and air blowing in the reaction system were stopped, and the immobilized enzyme was separated by filtration (using Advantech production filter paper No. 28-3). did. The purity of the product was 85% (GC peak ratio).
In the same manner as in Example 1, reaction tracking and purity determination were performed by gas chromatogram, and compound identification of the mixture was confirmed by mass spectrometry (GC-MS).

(実施例5) オレイン酸とHEMAとの反応
三方コック(一方は、冷却トラップを介して減圧ポンプと、他方は減圧ゲージと結合している)および気体導入管(ガス流量制御コントローラーに結合している)を取り付けた三ツ口フラスコに、
オレイン酸 42.4g、0.15mol
2−ヒドロキシエチルメタクリレート 21.5g、0.16mol
メトキシハイドロキノン 12.7mg
リポザイムRM−IM 2.0g(モノマー全量に対し3重量%)
を入れ、油浴にて45℃に加温した。反応は攪拌羽根を取り付けた機械式攪拌器を用い攪拌を行った。30分後、反応系内を減圧(3.5kPa)し、かつ乾燥空気を供給しながら縮合水を除去した。反応開始より2時間後、反応系内の減圧度を2.0kPaにまで高め反応を継続した。反応開始より18時間後の反応転化率は>96%であった。反応系内の減圧および空気の吹き込みを停止し、濾過(アドバンテック製生産用濾紙No.28−3を使用)により固定化酵素を濾別した。室温にて淡黄色液体(ハーゼン色数<1)を得た。
実施例1と同様にして反応追跡および純度の決定はガスクロマトグラムにより行い、混合物の化合物同定は、質量分析(GC−MS)によって確認した。
(Example 5) Reaction of oleic acid with HEMA Three-way cock (one is connected to a vacuum pump through a cooling trap, the other is connected to a vacuum gauge) and a gas introduction pipe (coupled to a gas flow rate controller) Is attached to the three-necked flask
42.4g Oleic acid, 0.15 0 mol
2-Hydroxyethyl methacrylate 21.5 g, 0.16 5 mol
Methoxyhydroquinone 12.7mg
Lipozyme RM-IM 2.0 g (3% by weight based on the total amount of monomers)
And heated to 45 ° C. in an oil bath. The reaction was stirred using a mechanical stirrer equipped with a stirring blade. After 30 minutes, the reaction system was depressurized (3.5 kPa) and condensed water was removed while supplying dry air. Two hours after the start of the reaction, the degree of vacuum in the reaction system was increased to 2.0 kPa, and the reaction was continued. The reaction conversion after 18 hours from the start of the reaction was> 96%. The pressure reduction and air blowing in the reaction system were stopped, and the immobilized enzyme was separated by filtration (using Advantech filter paper No. 28-3 for production). A pale yellow liquid (Hazen color number <1) was obtained at room temperature.
In the same manner as in Example 1, reaction tracking and purity determination were performed by gas chromatogram, and compound identification of the mixture was confirmed by mass spectrometry (GC-MS).

(比較例3) オレイン酸とHEMAとの反応(化学合成法)
デカンターおよび気体導入管を取り付けた四ツ口フラスコに。
オレイン酸 42.4g、0.15mol
2−ヒドロキシエチルメタクリレート 23.4g、0.18mol
メトキシハイドロキノン 100mg
トルエン 270.0g
p−トルエンスルホン酸一水和物 2.0g(モノマー全量に対し3重量%)
を入れ、油浴にて125〜130℃に加温した。攪拌はマグネチックスターラーを用い、また、乾燥空気をバブリングにより供給した。トルエンの還流とともに縮合水の生成が確認されたが、反応溶液は褐色に変化した。反応開始より4時間後、縮合水の生成が停止し、また、反応追跡結果より反応の進行が認められないため反応を停止した。このときの転化率は76%であった。反応混合物のアルカリ洗浄を試みたが乳化がひどく、水洗は困難であった。また、アルカリおよび水洗による反応混合物からの脱色はできず得られた化合物は褐色液体(ハーゼン色数>18)であった。
実施例1と同様にして反応追跡および純度の決定はガスクロマトグラムにより行い、混合物の化合物同定は、質量分析(GC−MS)によって確認した。
(Comparative Example 3) Reaction of oleic acid with HEMA (chemical synthesis method)
To a four-necked flask equipped with a decanter and a gas introduction tube.
42.4g Oleic acid, 0.15 0 mol
2-Hydroxyethyl methacrylate 23.4 g, 0.18 0 mol
Methoxyhydroquinone 100mg
Toluene 270.0g
2.0 g of p-toluenesulfonic acid monohydrate (3% by weight based on the total amount of monomers)
And heated to 125-130 ° C. in an oil bath. For stirring, a magnetic stirrer was used, and dry air was supplied by bubbling. Formation of condensed water was confirmed with the reflux of toluene, but the reaction solution turned brown. Four hours after the start of the reaction, the generation of condensed water was stopped, and the reaction was stopped because no progress of the reaction was observed from the reaction tracking results. The conversion rate at this time was 76%. Attempts were made to wash the reaction mixture with alkali, but emulsification was severe and washing with water was difficult. Further, decolorization from the reaction mixture by alkali and water washing was not possible, and the obtained compound was a brown liquid (Hazen color number> 18).
In the same manner as in Example 1, reaction tracking and purity determination were performed by gas chromatogram, and compound identification of the mixture was confirmed by mass spectrometry (GC-MS).

(実施例6) 10−ウンデセン酸とHEMAとの反応
三方コック(一方は、冷却トラップを介して減圧ポンプと、他方は減圧ゲージと結合している)および気体導入管(ガス流量制御コントローラーに結合している)を取り付けた三ツ口フラスコに、
10−ウンデセン酸 36.9g、0.20mol
2−ヒドロキシエチルメタクリレート 28.6g、0.22mol
メトキシハイドロキノン 7mg
水 1.3g
リポザイムRM−IM 2.0g(モノマー全量に対し3重量%)
を入れ、油浴にて45℃に加温した。反応は攪拌羽根を取り付けた機械式攪拌器を用い攪拌を行った。4時間後、反応系内を減圧(6.0kPa)し、かつ乾燥空気を供給した。反応開始より7時間後、反応系内の減圧度を3.5kPaにまで高め反応を継続した。反応開始より28時間後(反応転化率97%)、反応系内の減圧および空気の吹き込みを停止し、濾過(アドバンテック製生産用濾紙No.28−3を使用)により固定化酵素を濾別した。室温にて透明液体(純度90%)を得た。
実施例1と同様にして反応追跡および純度の決定はガスクロマトグラムにより行い、混合物の化合物同定は、質量分析(GC−MS)によって確認した。
Example 6 Reaction of 10-Undecenoic Acid with HEMA Three-way cock (one coupled to a vacuum pump through a cooling trap and the other coupled to a vacuum gauge) and a gas inlet tube (coupled to a gas flow control controller) To the three-necked flask equipped with
10-Undecenoic acid 36.9 g, 0.20 0 mol
2-hydroxyethyl methacrylate 28.6 g, 0.22 0 mol
Methoxyhydroquinone 7mg
1.3g of water
Lipozyme RM-IM 2.0 g (3% by weight based on the total amount of monomers)
And heated to 45 ° C. in an oil bath. The reaction was stirred using a mechanical stirrer equipped with a stirring blade. After 4 hours, the pressure in the reaction system was reduced (6.0 kPa), and dry air was supplied. Seven hours after the start of the reaction, the degree of vacuum in the reaction system was increased to 3.5 kPa, and the reaction was continued. 28 hours after the start of the reaction (reaction conversion rate 97%), the pressure reduction and air blowing in the reaction system were stopped, and the immobilized enzyme was separated by filtration (using Advantech production filter paper No. 28-3). . A clear liquid (purity 90%) was obtained at room temperature.
In the same manner as in Example 1, reaction tracking and purity determination were performed by gas chromatogram, and compound identification of the mixture was confirmed by mass spectrometry (GC-MS).

(実施例7) 脱水ヒマシ油脂肪酸DCO/FAとHEMAとの反応(酸素に不安定な化合物の合成例)
三方コック(一方は、冷却トラップを介して減圧ポンプと、他方は減圧ゲージと結合している)および気体導入管(ガス流量制御コントローラーに結合している)を取り付けた三ツ口フラスコに、
DCO/FA42.4g、0.15mol
(平均値より算出)
2−ヒドロキシエチルメタクリレート 21.5g、0.16mol
メトキシハイドロキノン 7mg
リポザイムRM−IM 1.9g(モノマー全量に対し3重量%)
を入れ、油浴にて45℃に加温した。反応は攪拌羽根を取り付けた機械式攪拌器を用い攪拌を行った。15分後、反応系内を減圧(2.5kPa)し、かつ乾燥窒素を供給した。反応開始より2.5時間後、反応系内の減圧度を1.5kPaにまで高め反応を継続した。反応開始より20時間後、反応系内の減圧および窒素の吹き込みを停止し、濾過(アドバンテック製生産用濾紙No.28−3を使用)により固定化酵素を濾別した。室温にて淡黄色透明液体を得た。
実施例1と同様にして反応追跡および純度の決定はガスクロマトグラムにより行い、混合物の化合物同定は、質量分析(GC−MS)によって確認した。
Example 7 Reaction of Dehydrated Castor Oil Fatty Acid DCO / FA with HEMA (Synthesis Example of Oxygen-Stable Compound)
A three-necked flask fitted with a three-way cock (one connected to a vacuum pump through a cooling trap and the other to a vacuum gauge) and a gas inlet tube (connected to a gas flow control controller)
DCO / FA42.4g, 0.15 0 mol
(Calculated from average value)
2-Hydroxyethyl methacrylate 21.5 g, 0.16 5 mol
Methoxyhydroquinone 7mg
Lipozyme RM-IM 1.9 g (3% by weight based on the total amount of monomers)
And heated to 45 ° C. in an oil bath. The reaction was stirred using a mechanical stirrer equipped with a stirring blade. After 15 minutes, the pressure in the reaction system was reduced (2.5 kPa), and dry nitrogen was supplied. 2.5 hours after the start of the reaction, the degree of vacuum in the reaction system was increased to 1.5 kPa, and the reaction was continued. Twenty hours after the start of the reaction, the pressure reduction and nitrogen blowing in the reaction system were stopped, and the immobilized enzyme was separated by filtration (using production paper No. 28-3 manufactured by Advantech). A pale yellow transparent liquid was obtained at room temperature.
In the same manner as in Example 1, reaction tracking and purity determination were performed by gas chromatogram, and compound identification of the mixture was confirmed by mass spectrometry (GC-MS).

得られた反応生成物のGC/MS分析により、原料DCO/FA(混合物)の各ピークとHEMAとの選択的なエステル化反応によって生成した混合物であることが示された(図1(原料)および図2(生成物)にGCチャートを示す。)   GC / MS analysis of the obtained reaction product showed that it was a mixture produced by selective esterification reaction between each peak of the raw material DCO / FA (mixture) and HEMA (FIG. 1 (raw material) And FIG. 2 (product) shows a GC chart.)

(比較例4) 脱水ヒマシ油脂肪酸DCO/FAとHEMAとの反応(酸素に不安定な化合物の化学合成例)
フラスコに
DCO/FA42.4g、0.15mol
2−ヒドロキシエチルメタクリレート 21.5g、0.16mol
メトキシハイドロキノン 100mg
トルエン 270.0g
を入れ。油浴にて100℃に加温した。攪拌はマグネチックスターラーを用い、また、乾燥空気をバブリングにより供給した。反応開始より2.5時間後、沈殿物が生じたため反応を停止した。
Comparative Example 4 Reaction of Dehydrated Castor Oil Fatty Acid DCO / FA and HEMA (Chemical Synthesis Example of Oxygen-Stable Compound)
In the flask
DCO / FA42.4g, 0.15 0 mol
2-Hydroxyethyl methacrylate 21.5 g, 0.16 5 mol
Methoxyhydroquinone 100mg
Toluene 270.0g
It was placed. Warm to 100 ° C. in an oil bath. For stirring, a magnetic stirrer was used, and dry air was supplied by bubbling. After 2.5 hours from the start of the reaction, the reaction was stopped because a precipitate was formed.

実施例7および比較例4の結果より、酸素および熱等に不安定な脱水ヒマシ油脂肪酸などを原料に用いた反応にも適用可能である。
実施例1と同様にして反応追跡および純度の決定はガスクロマトグラムにより行い、混合物の化合物同定は、質量分析(GC−MS)によって確認した。
From the results of Example 7 and Comparative Example 4, the present invention can also be applied to reactions using dehydrated castor oil fatty acid and the like unstable to oxygen and heat as raw materials.
In the same manner as in Example 1, reaction tracking and purity determination were performed by gas chromatogram, and compound identification of the mixture was confirmed by mass spectrometry (GC-MS).

(実施例8) カプリン酸とHEAとの反応
三方コック(一方は、冷却トラップを介して減圧ポンプと、他方は減圧ゲージと結合している)および気体導入管(ガス流量制御コントローラーに結合している)を取り付けた三ツ口フラスコに、
カプリン酸 37.9g、0.22mol
2−ヒドロキシエチルアクリレート 26.8g、0.23mol
メトキシハイドロキノン 8mg
水 1.3g
リポザイムRM−IM 3.2g(モノマー全量に対し5重量%)
を入れ、油浴にて40℃に加温した。反応は攪拌羽根を取り付けた機械式攪拌器を用い攪拌を行った。2.5時間後、反応系内を減圧(5.0kPa)し、かつ乾燥空気を供給した。反応開始より6時間後、反応系内の減圧度を一時停止した。反応開始より10時間後(転化率90%)、反応系内の減圧および空気の吹き込みを停止し、濾過(アドバンテック製生産用濾紙No.28−3を使用)により固定化酵素を濾別した。室温にて透明液体(純度93%(GCピーク比))を得た。
実施例1と同様にして反応追跡および純度の決定はガスクロマトグラムにより行い、混合物の化合物同定は、質量分析(GC−MS)によって確認した。
(Example 8) Reaction of capric acid with HEA Three-way cock (one is connected to a vacuum pump through a cooling trap, the other is connected to a vacuum gauge) and a gas introduction pipe (coupled to a gas flow rate controller) Is attached to the three-necked flask
Capric acid 37.9g, 0.22 0 mol
2-Hydroxyethyl acrylate 26.8 g, 0.23 1 mol
Methoxyhydroquinone 8mg
1.3g of water
Lipozyme RM-IM 3.2 g (5% by weight based on the total amount of monomers)
And heated to 40 ° C. in an oil bath. The reaction was stirred using a mechanical stirrer equipped with a stirring blade. After 2.5 hours, the pressure in the reaction system was reduced (5.0 kPa), and dry air was supplied. Six hours after the start of the reaction, the degree of vacuum in the reaction system was temporarily stopped. After 10 hours from the start of the reaction (conversion rate 90%), the pressure reduction in the reaction system and the blowing of air were stopped, and the immobilized enzyme was separated by filtration (using Advantech production filter paper No. 28-3). A transparent liquid (purity 93% (GC peak ratio)) was obtained at room temperature.
In the same manner as in Example 1, reaction tracking and purity determination were performed by gas chromatogram, and compound identification of the mixture was confirmed by mass spectrometry (GC-MS).

(実施例9) パルミチン酸とHEAとの反応
三方コック(一方は、冷却トラップを介して減圧ポンプと、他方は減圧ゲージと結合している)および気体導入管(ガス流量制御コントローラーに結合している)を取り付けた三ツ口フラスコに、
パルミチン酸153.9g、0.60mol
2−ヒドロキシエチルアクリレート 76.6g、0.63mol
メトキシハイドロキノン 31mg
リポザイムRM−IM 6.9g(モノマー全量に対し3重量%)
を入れ、油浴にて60℃に加温した。反応は攪拌羽根を取り付けた機械式攪拌器を用い攪拌を行った。反応開始時にはパルミチン酸は一部溶解した懸濁状態であった。1時間後、反応系内を減圧(5.0kPa)し、かつ乾燥空気を供給した。反応の進行に伴い固体のパルミチン酸はすべて溶解した。反応開始より2時間後、反応系内の減圧度を3.5kPaにまで高め反応を継続した。反応開始より24時間後(反応転化率>98%)、反応系内の減圧および空気の吹き込みを停止し、濾過(アドバンテック製生産用濾紙No.28−3を使用)により固定化酵素を濾別した。
実施例1と同様にして反応追跡および純度の決定はガスクロマトグラムにより行い、混合物の化合物同定は、質量分析(GC−MS)によって確認した。
(Example 9) Reaction of palmitic acid and HEA Three-way cock (one is connected to a vacuum pump through a cooling trap, the other is connected to a vacuum gauge) and a gas introduction pipe (coupled to a gas flow rate controller) Is attached to the three-necked flask
Palmitic acid 153.9g, 0.60 0 mol
2-hydroxyethyl acrylate 76.6 g, 0.63 0 mol
Methoxyhydroquinone 31mg
Lipozyme RM-IM 6.9 g (3% by weight based on the total amount of monomers)
And heated to 60 ° C. in an oil bath. The reaction was stirred using a mechanical stirrer equipped with a stirring blade. At the start of the reaction, palmitic acid was in a partially dissolved suspension state. After 1 hour, the pressure in the reaction system was reduced (5.0 kPa), and dry air was supplied. All the solid palmitic acid dissolved as the reaction proceeded. Two hours after the start of the reaction, the degree of vacuum in the reaction system was increased to 3.5 kPa, and the reaction was continued. 24 hours after the start of the reaction (reaction conversion> 98%), the pressure reduction and air blowing in the reaction system were stopped, and the immobilized enzyme was filtered off by filtration (using production paper No. 28-3 manufactured by Advantech). did.
In the same manner as in Example 1, reaction tracking and purity determination were performed by gas chromatogram, and compound identification of the mixture was confirmed by mass spectrometry (GC-MS).

少量の高融点副生成物を除去するために以下の精製を行った。   The following purification was performed to remove a small amount of high melting point by-product.

反応混合物をメタノールに分散し不溶物を濾過により取り除いた。濾液を濃縮後に得られたオイル状液体を氷水に注ぎ分散した。オイル状液体は固化した。白色固体を濾別、乾燥を行い、室温にて白色結晶(純度95%(GCピーク比)、融点 27.9℃)を得た。   The reaction mixture was dispersed in methanol, and insoluble materials were removed by filtration. The oily liquid obtained after concentrating the filtrate was poured into ice water and dispersed. The oily liquid solidified. The white solid was separated by filtration and dried to obtain white crystals (purity 95% (GC peak ratio), melting point 27.9 ° C.) at room temperature.

(実施例10) ステアリン酸とHEAとの反応(溶剤使用)
三方コック(一方は、冷却トラップを介して減圧ポンプと、他方は減圧ゲージと結合している)を取り付けたディーンスタークトラップおよび気体導入管(ガス流量制御コントローラーに結合している)を取り付けた三ツ口フラスコに、
ステアリン酸128.0g、0.45mol
2−ヒドロキシエチルアクリレート 57.5g、0.49mol
メトキシハイドロキノン 38mg
リポザイムRM−IM 3.7g(モノマー全量に対し2重量%)
トルエン 100g
を入れ、油浴にて45℃に加温した。反応は攪拌羽根を取り付けた機械式攪拌器を用い攪拌を行った。27.5時間後、反応系内を減圧(50kPa)し、かつ乾燥空気を供給した。反応開始より32時間後、反応温度を65℃にまで昇温し、トルエンを除去しながら反応を継続した。反応開始より48時間後、反応系内の減圧および空気の吹き込みを停止し、濾過(アドバンテック製生産用濾紙No.28−3を使用)により固定化酵素を濾別した。
実施例1と同様にして反応追跡および純度の決定はガスクロマトグラムにより行い、混合物の化合物同定は、質量分析(GC−MS)によって確認した。
(Example 10) Reaction of stearic acid with HEA (using solvent)
Dean-Stark trap with a three-way cock (one connected to a vacuum pump via a cooling trap and the other to a vacuum gauge) and a three-neck fitted with a gas inlet tube (coupled to a gas flow control controller) Into the flask,
Stearic acid 128.0 g, 0.45 0 mol
2-Hydroxyethyl acrylate 57.5 g, 0.49 5 mol
Methoxyhydroquinone 38mg
Lipozyme RM-IM 3.7 g (2% by weight based on the total amount of monomers)
Toluene 100g
And heated to 45 ° C. in an oil bath. The reaction was stirred using a mechanical stirrer equipped with a stirring blade. After 27.5 hours, the pressure in the reaction system was reduced (50 kPa) and dry air was supplied. After 32 hours from the start of the reaction, the reaction temperature was raised to 65 ° C., and the reaction was continued while removing toluene. 48 hours after the start of the reaction, the pressure reduction and air blowing in the reaction system were stopped, and the immobilized enzyme was separated by filtration (using production paper No. 28-3 manufactured by Advantech).
In the same manner as in Example 1, reaction tracking and purity determination were performed by gas chromatogram, and compound identification of the mixture was confirmed by mass spectrometry (GC-MS).

未反応原料を除去するために以下の精製を行った。
反応混合物をトルエンに溶解し、5%炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水、蒸留水でそれぞれ2回洗浄を行った。無水硫酸マグネシウムで乾燥後、トルエンを減圧留去し、室温にて白色結晶(純度96%(GCピーク比)、融点:34.5℃)を得た。
実施例1と同様にして反応追跡および純度の決定はガスクロマトグラムにより行い、混合物の化合物同定は、質量分析(GC−MS)によって確認した。
In order to remove unreacted raw materials, the following purification was performed.
The reaction mixture was dissolved in toluene and washed twice with 5% aqueous sodium hydrogen carbonate solution, saturated brine and distilled water. After drying over anhydrous magnesium sulfate, toluene was distilled off under reduced pressure to obtain white crystals (purity 96% (GC peak ratio), melting point: 34.5 ° C.) at room temperature.
In the same manner as in Example 1, reaction tracking and purity determination were performed by gas chromatogram, and compound identification of the mixture was confirmed by mass spectrometry (GC-MS).

(実施例11) カプリン酸とHBMAとの反応
三方コック(一方は、冷却トラップを介して減圧ポンプと、他方は減圧ゲージと結合している)および気体導入管(ガス流量制御コントローラーに結合している)を取り付けた三ツ口フラスコに、
カプリン酸 25.8g、0.15mol
2−ヒドロキシブチルメタクリレート 24.9g、0.15mol
メトキシハイドロキノン 5mg
水 1g
リポザイムRM−IM 1.5g(モノマー全量に対し3重量%)
を入れ、油浴にて40℃に加温した。反応は攪拌羽根を取り付けた機械式攪拌器を用い攪拌を行った。5時間後、反応系内を減圧(8.0kPa)し、かつ乾燥空気を供給した。反応開始より30時間後、減圧を停止しそのまま反応を続けた。反応開始より48時間後、再度、反応系内を減圧(5.0kPa)し、かつ乾燥空気を供給した。反応開始より58時間後、反応系内の減圧度を2.5kPaにまで高め反応を継続した。反応開始より74時間後、反応系内の減圧および空気の吹き込みを停止し、濾過(アドバンテック製生産用濾紙No.28−3を使用)により固定化酵素を濾別した。室温にて透明液体を得た。
実施例1と同様にして反応追跡および純度の決定はガスクロマトグラムにより行い、混合物の化合物同定は、質量分析(GC−MS)によって確認した。
(Example 11) Reaction of capric acid with HBMA Three-way cock (one is connected to a vacuum pump through a cooling trap and the other is connected to a vacuum gauge) and a gas introduction pipe (coupled to a gas flow rate controller) Is attached to the three-necked flask
Capric acid 25.8g, 0.15 0 mol
2-Hydroxybutyl methacrylate 24.9 g, 0.15 8 mol
Methoxyhydroquinone 5mg
1g of water
Lipozyme RM-IM 1.5 g (3% by weight based on the total amount of monomers)
And heated to 40 ° C. in an oil bath. The reaction was stirred using a mechanical stirrer equipped with a stirring blade. After 5 hours, the pressure in the reaction system was reduced (8.0 kPa) and dry air was supplied. 30 hours after the start of the reaction, the decompression was stopped and the reaction was continued as it was. 48 hours after the start of the reaction, the inside of the reaction system was again decompressed (5.0 kPa) and supplied with dry air. 58 hours after the start of the reaction, the degree of vacuum in the reaction system was increased to 2.5 kPa, and the reaction was continued. 74 hours after the start of the reaction, the pressure reduction and air blowing in the reaction system were stopped, and the immobilized enzyme was separated by filtration (using filter paper No. 28-3 for production manufactured by Advantech). A clear liquid was obtained at room temperature.
In the same manner as in Example 1, reaction tracking and purity determination were performed by gas chromatogram, and compound identification of the mixture was confirmed by mass spectrometry (GC-MS).

(実施例12) カプリン酸とHEAAmとの反応
三方コック(一方は、冷却トラップを介して減圧ポンプと、他方は減圧ゲージと結合している)および気体導入管(ガス流量制御コントローラーに結合している)を取り付けた三ツ口フラスコに、
カプリン酸 43.1g、0.25mol
2−ヒドロキシエチルメタクリレート 30.2g、0.25mol
メトキシハイドロキノン 43mg
ノボザイム435 1.5g(モノマー全量に対し2重量%)
を入れ、油浴にて45℃に加温した。反応は攪拌羽根を取り付けた機械式攪拌器を用い攪拌を行った。15分後、反応系内を減圧(3.5kPa)し、かつ乾燥空気を供給した。反応開始より4時間後、反応系内の減圧度を2.5kPaにまで高め反応を継続した。結晶析出のため反応開始より23時間後に60℃に昇温した。反応開始より24時間後、反応系内の減圧および空気の吹き込みを停止し、濾過(アドバンテック製生産用濾紙No.28−3を使用)により固定化酵素を濾別した。室温にて白色固体(純度90%(GCピーク比)、融点:44.7℃)を得た。
実施例1と同様にして反応追跡および純度の決定はガスクロマトグラムにより行い、混合物の化合物同定は、質量分析(GC−MS)によって確認した。
(Example 12) Reaction of capric acid with HEAAm Three-way cock (one is connected to a vacuum pump through a cooling trap and the other is connected to a vacuum gauge) and a gas introduction pipe (coupled to a gas flow rate controller) Is attached to the three-necked flask
Capric acid 43.1 g, 0.25 0 mol
2-hydroxyethyl methacrylate 30.2 g, 0.25 0 mol
Methoxyhydroquinone 43mg
Novozyme 435 1.5 g (2% by weight based on the total amount of monomers)
And heated to 45 ° C. in an oil bath. The reaction was stirred using a mechanical stirrer equipped with a stirring blade. After 15 minutes, the pressure in the reaction system was reduced (3.5 kPa), and dry air was supplied. Four hours after the start of the reaction, the degree of vacuum in the reaction system was increased to 2.5 kPa, and the reaction was continued. The temperature was raised to 60 ° C. 23 hours after the start of the reaction for crystallization. Twenty-four hours after the start of the reaction, the pressure reduction in the reaction system and the blowing of air were stopped, and the immobilized enzyme was separated by filtration (using filter paper No. 28-3 for production manufactured by Advantech). A white solid (purity 90% (GC peak ratio), melting point: 44.7 ° C.) was obtained at room temperature.
In the same manner as in Example 1, reaction tracking and purity determination were performed by gas chromatogram, and compound identification of the mixture was confirmed by mass spectrometry (GC-MS).

(実施例13) パルミチン酸とHEAAmとの反応
三方コック(一方は、冷却トラップを介して減圧ポンプと、他方は減圧ゲージと結合している)および気体導入管(ガス流量制御コントローラーに結合している)を取り付けた三ツ口フラスコに、
パルミチン酸153.9g、0.60mol
2−ヒドロキシエチルアクリルアミド 72.5g、0.63mol
メトキシハイドロキノン 154mg
ノボザイム435 4.5g(モノマー全量に対し2重量%)
を入れ、油浴にて65℃に加温した。反応は攪拌羽根を取り付けた機械式攪拌器を用い攪拌を行った。15分後、反応系内を減圧(15.0kPa)し、かつ乾燥空気を供給した。反応開始より4時間後、結晶析出のため反応温度を70℃に昇温した。反応開始より8時間後、反応系全体が結晶化したためトルエン100mlを加え濾過(アドバンテック製生産用濾紙No.28−3を使用)により固定化酵素を濾別した。得られた濾液に更にトルエン500mlを加え、室温に放冷し、析出した白色結晶(純度94%(GCピーク比)、融点 73.9℃)を得た。
実施例1と同様にして反応追跡および純度の決定はガスクロマトグラムにより行い、混合物の化合物同定は、質量分析(GC−MS)によって確認した。
(Example 13) Reaction of palmitic acid with HEAAm Three-way cock (one is connected to a vacuum pump through a cooling trap and the other is connected to a vacuum gauge) and a gas introduction pipe (coupled to a gas flow rate controller) Is attached to the three-necked flask
Palmitic acid 153.9g, 0.60 0 mol
2-hydroxyethyl acrylamide 72.5 g, 0.63 0 mol
Methoxyhydroquinone 154mg
Novozyme 435 4.5g (2% by weight based on the total amount of monomers)
And heated to 65 ° C. in an oil bath. The reaction was stirred using a mechanical stirrer equipped with a stirring blade. After 15 minutes, the pressure in the reaction system was reduced (15.0 kPa) and dry air was supplied. Four hours after the start of the reaction, the reaction temperature was raised to 70 ° C. for crystal precipitation. After 8 hours from the start of the reaction, the entire reaction system was crystallized, so 100 ml of toluene was added, and the immobilized enzyme was separated by filtration (using Advantech filter paper No. 28-3 for production). To the obtained filtrate was further added 500 ml of toluene, and the mixture was allowed to cool to room temperature to obtain precipitated white crystals (purity 94% (GC peak ratio), melting point 73.9 ° C.).
In the same manner as in Example 1, reaction tracking and purity determination were performed by gas chromatogram, and compound identification of the mixture was confirmed by mass spectrometry (GC-MS).

(実施例14) 10−ウンデセン酸とHEAAmとの反応
三方コック(一方は、冷却トラップを介して減圧ポンプと、他方は減圧ゲージと結合している)および気体導入管(ガス流量制御コントローラーに結合している)を取り付けた三ツ口フラスコに、
10−ウンデセン酸 46.1g、0.25mol
2−ヒドロキシエチルアクリルアミド 30.2g、0.26mol
メトキシハイドロキノン 46mg
ノボザイム435 0.8g(モノマー全量に対し1重量%)
を入れ、油浴にて45℃に加温した。反応は攪拌羽根を取り付けた機械式攪拌器を用い攪拌を行った。15分後、反応系内を減圧(5kPa)し、かつ乾燥空気を供給した。反応開始より2時間後、反応系内の減圧度を2.5kPaにまで高め反応を継続した。反応開始より24時間後、反応系内の減圧および空気の吹き込みを停止し、濾過(アドバンテック製生産用濾紙No.28−3を使用)により固定化酵素を濾別した。室温にて固化した。
実施例1と同様にして反応追跡および純度の決定はガスクロマトグラムにより行い、混合物の化合物同定は、質量分析(GC−MS)によって確認した。
Example 14 Reaction of 10-Undecenoic Acid with HEAAm Three-way cock (one coupled to a vacuum pump through a cooling trap and the other to a vacuum gauge) and a gas inlet tube (coupled to a gas flow control controller) To the three-necked flask equipped with
10-undecenoic acid 46.1 g, 0.25 0 mol
2-hydroxyethylacrylamide 30.2 g, 0.26 3 mol
Methoxyhydroquinone 46mg
Novozyme 435 0.8g (1% by weight based on the total amount of monomers)
And heated to 45 ° C. in an oil bath. The reaction was stirred using a mechanical stirrer equipped with a stirring blade. After 15 minutes, the pressure in the reaction system was reduced (5 kPa), and dry air was supplied. Two hours after the start of the reaction, the degree of vacuum in the reaction system was increased to 2.5 kPa, and the reaction was continued. Twenty-four hours after the start of the reaction, the pressure reduction in the reaction system and the blowing of air were stopped, and the immobilized enzyme was separated by filtration (using filter paper No. 28-3 for production manufactured by Advantech). Solidified at room temperature.
In the same manner as in Example 1, reaction tracking and purity determination were performed by gas chromatogram, and compound identification of the mixture was confirmed by mass spectrometry (GC-MS).

(実施例15) アジピン酸ジビニルとHEMAとの反応(リポザイムTL−IMを用いた反応)
三方コック(一方は、冷却トラップを介して減圧ポンプと、他方は減圧ゲージと結合している)および気体導入管(ガス流量制御コントローラーに結合している)を取り付けた三ツ口フラスコに、
アジピン酸ジビニル 99.1g、0.50mol
2−ヒドロキシエチルメタクリレート 136.6g、1.05mol
メトキシハイドロキノン 50mg
リポザイムTL−IM 7.1g(モノマー全量に対し3重量%)
を入れ、油浴にて40℃に加温した。反応は攪拌羽根を取り付けた機械式攪拌器を用い攪拌を行った。15分後、反応系内を減圧(30kPa)し、かつ乾燥空気を供給した。反応開始より4時間後、反応系内の減圧度を25kPa、ついで8.5時間後に10kPaにまで高め反応を継続した。反応開始より28時間後、反応系内の減圧および空気の吹き込みを停止し、濾過(アドバンテック製生産用濾紙No.28−3を使用)により固定化酵素を濾別した。得られた濾液を飽和食塩水で洗浄後、室温にて淡黄色透明液体(純度92%(GCピーク比))を得た。
実施例1と同様にして反応追跡および純度の決定はガスクロマトグラムにより行い、混合物の化合物同定は、質量分析(GC−MS)によって確認した。
(Example 15) Reaction of divinyl adipate and HEMA (reaction using lipozyme TL-IM)
A three-necked flask fitted with a three-way cock (one connected to a vacuum pump through a cooling trap and the other to a vacuum gauge) and a gas inlet tube (connected to a gas flow control controller)
Divinyl adipate 99.1 g, 0.50 1 mol
2-hydroxyethyl methacrylate 136.6 g, 1.05 0 mol
Methoxyhydroquinone 50mg
Lipozyme TL-IM 7.1 g (3% by weight based on the total amount of monomers)
And heated to 40 ° C. in an oil bath. The reaction was stirred using a mechanical stirrer equipped with a stirring blade. After 15 minutes, the inside of the reaction system was depressurized (30 kPa), and dry air was supplied. Four hours after the start of the reaction, the degree of vacuum in the reaction system was increased to 25 kPa, and then to 8.5 kPa after 10 hours, and the reaction was continued. 28 hours after the start of the reaction, the pressure reduction and air blowing in the reaction system were stopped, and the immobilized enzyme was separated by filtration (using production paper No. 28-3 manufactured by Advantech). The obtained filtrate was washed with saturated brine, and then a light yellow transparent liquid (purity 92% (GC peak ratio)) was obtained at room temperature.
In the same manner as in Example 1, reaction tracking and purity determination were performed by gas chromatogram, and compound identification of the mixture was confirmed by mass spectrometry (GC-MS).

(実施例16) アジピン酸ジビニルとHEMAとの反応(ノボザイム435を用いた反応)
三方コック(一方は、冷却トラップを介して減圧ポンプと、他方は減圧ゲージと結合している)および気体導入管(ガス流量制御コントローラーに結合している)を取り付けた三ツ口フラスコに、
アジピン酸ジビニル 19.8g、0.10mol
2−ヒドロキシエチルメタクリレート 27.3g、0.21mol
メトキシハイドロキノン 23mg
ノボザイム435 1.4g(モノマー全量に対し3重量%)
を入れ、油浴にて40℃に加温した。反応は攪拌羽根を取り付けた機械式攪拌器を用い攪拌を行った。反応系内を減圧(10kPa)し、かつ乾燥空気を供給した。反応開始より2時間後、反応系内の減圧および空気の吹き込みを停止し、濾過(アドバンテック製生産用濾紙No.28−3を使用)により固定化酵素を濾別した。室温にて淡黄色透明液体(純度86%(GCピーク比))を得た。
実施例1と同様にして反応追跡および純度の決定はガスクロマトグラムにより行い、混合物の化合物同定は、質量分析(GC−MS)によって確認した。
(Example 16) Reaction of divinyl adipate with HEMA (reaction using Novozyme 435)
A three-necked flask fitted with a three-way cock (one connected to a vacuum pump through a cooling trap and the other to a vacuum gauge) and a gas inlet tube (connected to a gas flow control controller)
Divinyl adipate 19.8 g, 0.10 0 mol
2-Hydroxyethyl methacrylate 27.3 g, 0.21 0 mol
Methoxyhydroquinone 23mg
Novozyme 435 1.4 g (3% by weight based on the total amount of monomers)
And heated to 40 ° C. in an oil bath. The reaction was stirred using a mechanical stirrer equipped with a stirring blade. The inside of the reaction system was depressurized (10 kPa), and dry air was supplied. Two hours after the start of the reaction, the pressure reduction and air blowing in the reaction system were stopped, and the immobilized enzyme was separated by filtration (using Advantech production filter paper No. 28-3). A pale yellow transparent liquid (purity 86% (GC peak ratio)) was obtained at room temperature.
In the same manner as in Example 1, reaction tracking and purity determination were performed by gas chromatogram, and compound identification of the mixture was confirmed by mass spectrometry (GC-MS).

(実施例17) セバシン酸とHEMAとの反応
三方コック(一方は、冷却トラップを介して減圧ポンプと、他方は減圧ゲージと結合している)および気体導入管(ガス流量制御コントローラーに結合している)を取り付けた三ツ口フラスコに、
セバシン酸 40.5g、0.20mol
2−ヒドロキシエチルメタクリレート 53.4g、0.41mol
メトキシハイドロキノン 8mg
水 1.9g
リポザイムRM−IM 4.7g(モノマー全量に対し5重量%)
を入れ、油浴にて55℃に加温した。反応は攪拌羽根を取り付けた機械式攪拌器を用い攪拌を行った。反応開始時にはセバシン酸は一部溶解した懸濁状態であった。3時間後、反応系内を減圧(5.0kPa)し、かつ乾燥空気を供給した。反応の進行に伴い固体のセバシン酸はすべて溶解した。反応開始より24時間後、反応系内の減圧度を2.5kPaにまで高め反応を継続した。反応開始より30時間後、反応系内の減圧および空気の吹き込みを停止し、濾過(アドバンテック製生産用濾紙No.28−3を使用)により固定化酵素を濾別した。室温にて透明液体(純度90%(GCピーク比))を得た。
実施例1と同様にして反応追跡および純度の決定はガスクロマトグラムにより行い、混合物の化合物同定は、質量分析(GC−MS)によって確認した。
(Example 17) Reaction of sebacic acid with HEMA Three-way cock (one is connected to a vacuum pump through a cooling trap and the other is connected to a vacuum gauge) and a gas introduction pipe (coupled to a gas flow rate controller) Is attached to the three-necked flask
Sebacic acid 40.5 g, 0.20 0 mol
2-Hydroxyethyl methacrylate 53.4 g, 0.41 0 mol
Methoxyhydroquinone 8mg
1.9g of water
Lipozyme RM-IM 4.7 g (5% by weight based on the total amount of monomers)
And heated to 55 ° C. in an oil bath. The reaction was stirred using a mechanical stirrer equipped with a stirring blade. At the start of the reaction, sebacic acid was in a partially dissolved suspension state. After 3 hours, the inside of the reaction system was depressurized (5.0 kPa), and dry air was supplied. As the reaction proceeded, all solid sebacic acid dissolved. 24 hours after the start of the reaction, the degree of vacuum in the reaction system was increased to 2.5 kPa, and the reaction was continued. After 30 hours from the start of the reaction, the pressure reduction and air blowing in the reaction system were stopped, and the immobilized enzyme was separated by filtration (using Advantech production filter paper No. 28-3). A transparent liquid (purity 90% (GC peak ratio)) was obtained at room temperature.
In the same manner as in Example 1, reaction tracking and purity determination were performed by gas chromatogram, and compound identification of the mixture was confirmed by mass spectrometry (GC-MS).

(実施例18) ドデカン二酸とHEMAとの反応
三方コック(一方は、冷却トラップを介して減圧ポンプと、他方は減圧ゲージと結合している)および気体導入管(ガス流量制御コントローラーに結合している)を取り付けた三ツ口フラスコに、
ドデカン二酸34.6g、0.15mol
2−ヒドロキシエチルメタクリレート 40.0g、0.30mol
メトキシハイドロキノン 7mg
水 1.5g
リポザイムRM−IM 3.7g(モノマー全量に対し5重量%)
を入れ、油浴にて50℃に加温した。反応は攪拌羽根を取り付けた機械式攪拌器を用い攪拌を行った。反応開始時にはドデカン二酸は一部溶解した懸濁状態であった。3時間後、反応系内を減圧(5.0kPa)し、かつ乾燥空気を供給した。反応の進行に伴い固体のドデカン二酸はすべて溶解した。反応開始より25時間後、反応系内の減圧および空気の吹き込みを停止し、濾過(アドバンテック製生産用濾紙No.28−3を使用)により固定化酵素を濾別した。室温にて透明液体(純度85%(GCピーク比))を得た。
実施例1と同様にして反応追跡および純度の決定はガスクロマトグラムにより行い、混合物の化合物同定は、質量分析(GC−MS)によって確認した。
(Example 18) Reaction of dodecanedioic acid with HEMA Three-way cock (one is connected to a vacuum pump through a cooling trap and the other is connected to a vacuum gauge) and a gas introduction pipe (coupled to a gas flow control controller) To the three-necked flask with
Dodecanedioic acid 34.6g, 0.15 0 mol
2-hydroxyethyl methacrylate 40.0 g, 0.30 8 mol
Methoxyhydroquinone 7mg
1.5g of water
Lipozyme RM-IM 3.7 g (5% by weight based on the total amount of monomers)
And heated to 50 ° C. in an oil bath. The reaction was stirred using a mechanical stirrer equipped with a stirring blade. At the start of the reaction, dodecanedioic acid was in a partially dissolved suspension state. After 3 hours, the inside of the reaction system was depressurized (5.0 kPa), and dry air was supplied. As the reaction proceeded, all solid dodecanedioic acid dissolved. Twenty-five hours after the start of the reaction, the pressure reduction and air blowing in the reaction system were stopped, and the immobilized enzyme was removed by filtration (using Advantech production filter paper No. 28-3). A transparent liquid (purity 85% (GC peak ratio)) was obtained at room temperature.
In the same manner as in Example 1, reaction tracking and purity determination were performed by gas chromatogram, and compound identification of the mixture was confirmed by mass spectrometry (GC-MS).

(実施例19) カプリル酸メチルとHEMAとの反応
三方コック(一方は、冷却トラップを介して減圧ポンプと、他方は減圧ゲージと結合している)および気体導入管(ガス流量制御コントローラーに結合している)を取り付けた三ツ口フラスコに、
カプリル酸 43.2g、0.30mol
2−ヒドロキシエチルメタクリレート 42.9g、0.33mol
メトキシハイドロキノン 15mg
CALB−アーミング酵母 7.5g(モノマー全量に対し8.7重量%)
を入れ、油浴にて40℃に加温した。反応は攪拌羽根を取り付けた機械式攪拌器を用い攪拌を行った。3時間後、反応系内を減圧(5kPa)し、かつ乾燥空気を供給した。反応開始より24時間後、反応系内の減圧度を1kPaにまで高め反応を継続した。反応開始より46時間後の反応転化率は96.6%であった。この時点で反応系内の減圧および空気の吹き込みを停止し、濾過(アドバンテック製生産用濾紙No.28−3を使用)によりCALB−アーミング酵母を濾別した。室温にて透明液体を得た。
実施例1と同様にして反応追跡および純度の決定はガスクロマトグラムにより行い、混合物の化合物同定は、質量分析(GC−MS)によって確認した。
(Example 19) Reaction of methyl caprylate and HEMA Three-way cock (one is connected to a vacuum pump through a cooling trap, the other is connected to a vacuum gauge) and a gas introduction pipe (coupled to a gas flow control controller) To the three-necked flask with
Caprylic acid 43.2g, 0.30 0 mol
2-hydroxyethyl methacrylate 42.9 g, 0.33 0 mol
Methoxyhydroquinone 15mg
CALB-arming yeast 7.5 g (8.7% by weight based on the total amount of monomers)
And heated to 40 ° C. in an oil bath. The reaction was stirred using a mechanical stirrer equipped with a stirring blade. After 3 hours, the pressure in the reaction system was reduced (5 kPa) and dry air was supplied. 24 hours after the start of the reaction, the degree of vacuum in the reaction system was increased to 1 kPa, and the reaction was continued. The reaction conversion after 46 hours from the start of the reaction was 96.6%. At this point, pressure reduction and air blowing in the reaction system were stopped, and the CALB-arming yeast was separated by filtration (using Advantech filter paper No. 28-3 for production). A clear liquid was obtained at room temperature.
In the same manner as in Example 1, reaction tracking and purity determination were performed by gas chromatogram, and compound identification of the mixture was confirmed by mass spectrometry (GC-MS).

(実施例20)12−ヒドロキシステアリン酸とHEMAとの反応
三方コック(一方は、冷却トラップを介して減圧ポンプと、他方は減圧ゲージと結合している)および気体導入管(ガス流量制御コントローラーに結合している)を取り付けた三ツ口フラスコに、
12−ヒドロキシステアリン酸 150.2g、0.500mol
メトキシハイドロキノン 45mg
を入れ、油浴(90℃)にて12−ヒドロキシステアリン酸を融解した後、80℃まで放冷した。
2−ヒドロキシエチルメタクリレート 71.6g、0.550mol
リポザイムRM−IM 6.7g(モノマー全量に対し3重量%)
を加えて反応開始した。反応温度70℃まで徐々に放冷し、2時間後、反応系内を減圧(5.0kPa)かつ乾燥空気を供給した。反応開始より20時間後に減圧を3.5kPa、30時間後に2.0kPaにまで高め反応を継続した(反応転化率96%)。反応系内の減圧および空気の吹き込みを停止し、濾過(アドバンテック製生産用濾紙No.28−3を使用)により固定化酵素を濾別した。室温にて白色ワックス状固体(収量187.3g、収率88%、純度92%(GCピーク比))を得た。
実施例1と同様にして反応追跡および純度の決定はガスクロマトグラムにより行い、混合物の化合物同定は、質量分析(GC−MS)によって確認した。
(Example 20) Reaction of 12-hydroxystearic acid and HEMA Three-way cock (one is connected to a vacuum pump through a cooling trap, the other is connected to a vacuum gauge) and a gas introduction pipe (to a gas flow rate controller) In a three-necked flask equipped with
12-hydroxystearic acid 150.2 g, 0.500 mol
Methoxyhydroquinone 45mg
The 12-hydroxystearic acid was melted in an oil bath (90 ° C.) and then allowed to cool to 80 ° C.
2-hydroxyethyl methacrylate 71.6 g, 0.550 mol
6.7 g of lipozyme RM-IM (3% by weight based on the total amount of monomers)
To start the reaction. The reaction temperature was gradually cooled to 70 ° C., and after 2 hours, the reaction system was depressurized (5.0 kPa) and dry air was supplied. After 20 hours from the start of the reaction, the pressure was reduced to 3.5 kPa and after 30 hours, the reaction was continued to 2.0 kPa (reaction conversion 96%). The pressure reduction and air blowing in the reaction system were stopped, and the immobilized enzyme was separated by filtration (using Advantech filter paper No. 28-3 for production). A white waxy solid (yield 187.3 g, yield 88%, purity 92% (GC peak ratio)) was obtained at room temperature.
In the same manner as in Example 1, reaction tracking and purity determination were performed by gas chromatogram, and compound identification of the mixture was confirmed by mass spectrometry (GC-MS).

以下に上記実施例で用いたアーミング酵母の調整法を記す。
(製造例1)<CALB表層発現プラスミドの作製>
(1−A.キャンディダ・アンタルクチカ由来リパーゼB遺伝子の取得)
次のようにしてキャンディダ・アンタルクチカ由来リパーゼB(CALB)遺伝子を取得した。
The preparation method of the arming yeast used in the above Example is described below.
(Production Example 1) <Preparation of CALB surface expression plasmid>
(1-A. Acquisition of Candida antarctica-derived lipase B gene)
Candida antarctica-derived lipase B (CALB) gene was obtained as follows.

すなわち、キャンディダ・アンタルクチカCBS6678株ゲノムをテンプレートとし、従来公知の方法でDNA合成装置にて合成した、配列番号1及び2に示す塩基配列からなるプライマーを用いてPCR増幅を行い、BglII及びXhoIで切断して、約1000bpの長さのBglII−XhoI断片(BglII−XhoI ProCALB CBS6678断片)を得た。このCALBは、Uppenbergらの文献(structure,2:293(1994))に記載され、もっとも広く知られているキャンディダ・アンタルクチカ LF058株由来リパーゼBのアミノ酸配列(CALB WT)と比較して7アミノ酸が変異している。すなわち25番目のアラニンがトレオニンに、28番目のセリンがトレオニンに、31番目のセリンがトレオニンに、46番目のグルタミンがグリシンに、89番目のアラニンがトレオニンに、97番目のアスパラギンがアルギニンに、286番目のバリンがイソロイシンにそれぞれ変異している、特徴的なCALBであった。
(1−B.CALB遺伝子導入プラスミドの取得)
CALB遺伝子中への変異の導入を効率よく行うため、上記1−Aで得られたCALB CBS6678遺伝子を、一度サイズの小さいプラスミドに導入した。
That is, PCR amplification was carried out using BglII and XhoI with primers composed of the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 1 and 2, synthesized with a DNA synthesizer by a conventionally known method using the Candida antarctica CBS6678 genome as a template. Cleavage gave a BglII-XhoI fragment (BglII-XhoI ProCALB CBS6678 fragment) approximately 1000 bp long. This CALB is described in the literature of Uppberg et al. (Structure, 2: 293 (1994)), and compared with the most widely known amino acid sequence of lipase B derived from Candida antarctica LF058 (CALB WT). Is mutated. That is, 25th alanine is threonine, 28th serine is threonine, 31st serine is threonine, 46th glutamine is glycine, 89th alanine is threonine, 97th asparagine is arginine, 286 The second valine was a characteristic CALB, each mutated to isoleucine.
(1-B. Acquisition of CALB gene transfer plasmid)
In order to efficiently introduce mutations into the CALB gene, the CALB CBS6678 gene obtained in 1-A above was once introduced into a small-size plasmid.

すなわち、プラスミドpUC19(TaKaRa BIO社製)をBamHI及びSalIで切断し、上記Aで得られたBglII−XhoI ProCALB CBS6678断片を挿入して、プラスミドpUC19−ProCALB CBS6678を得た。作製の模式図を図1に示す。   That is, plasmid pUC19 (manufactured by TaKaRa BIO) was digested with BamHI and SalI, and the BglII-XhoI ProCALB CBS6678 fragment obtained in A above was inserted to obtain plasmid pUC19-ProCALB CBS6678. A schematic diagram of the fabrication is shown in FIG.

(1−C.CALB1遺伝子ならびにCALB1導入プラスミドの取得)
上記1−Bで得られたプラスミドpUC19−ProCALB CBS6678をテンプレートとし、従来公知の方法でDNA合成装置にて合成した、配列番号3及び4に示す塩基配列からなるプライマーを用いてPCR増幅を行うことにより、CALB CBS6678中にポイントミューテーションを導入し、CALB CBS6678中のアミノ末端から25番目のトレオニンをアラニンに、28番目のトレオニンをセリンに、31番目のトレオニンをセリンにそれぞれ置換したCALB1遺伝子を含むプラスミドpUC19−ProCALB1を得た。
(1-C. Acquisition of CALB1 gene and CALB1 introduction plasmid)
PCR amplification is performed using the plasmid pUC19-ProCALB CBS6678 obtained in 1-B above as a template and a primer consisting of the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 3 and 4 synthesized by a DNA synthesizer by a conventionally known method. To introduce a point mutation into CALB CBS6678, which includes the CALB1 gene in which the 25th threonine from the amino terminus in CALB CBS6678 is substituted with alanine, the 28th threonine with serine, and the 31st threonine with serine. The plasmid pUC19-ProCALB1 was obtained.

(1−D.CALB2遺伝子ならびにCALB2導入プラスミドの取得)
上記1−Cで得られたプラスミドpUC19−ProCALB1をテンプレートとし、従来公知の方法でDNA合成装置にて合成した、配列番号5及び6に示す塩基配列からなるプライマーを用いてPCR増幅を行うことにより、CALB1中にポイントミューテーションを導入し、CALB1中のアミノ末端から46番目のグリシンをグルタミンに置換したCALB2遺伝子を含むプラスミドpUC19−ProCALB2を得た。
(1-D. Acquisition of CALB2 gene and CALB2 introduction plasmid)
By performing PCR amplification using the plasmid pUC19-ProCALB1 obtained in 1-C above as a template and synthesizing with a DNA synthesizer by a conventionally known method using primers consisting of the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 5 and 6 Then, a point mutation was introduced into CALB1, and a plasmid pUC19-ProCALB2 containing CALB2 gene in which the 46th glycine from the amino terminus in CALB1 was replaced with glutamine was obtained.

(1−E.リンカー導入型CALB遺伝子の取得)
上記1−Dで得られた各CALB2導入プラスミドをテンプレートとし、従来公知の方法でDNA合成装置にて合成した、配列番号7及び8に示す塩基配列からなるプライマーを用いてPCR増幅を行い、次いでBglII及びXhoIで切断して、約1000bpの長さのBglII−XhoI FLAG−ProCALB2断片を得た。BglII−XhoI FLAG−ProCALB2断片は、FLAG tag、リパーゼのプロ配列、及びCALB2の成熟タンパク質配列を有している。ここで、プロ配列とは、リパーゼの立体構造を形成するために必要とされる配列のことであり、FLAG tagとは、リンカー配列のことであり、成熟タンパク質配列とは、実際にリパーゼの触媒反応機能を有する配列のことである。
(1-E. Acquisition of linker-introduced CALB gene)
Using each CALB2 introduced plasmid obtained in 1-D above as a template, PCR amplification was performed using primers composed of the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 7 and 8, synthesized by a DNA synthesizer by a conventionally known method, Cleavage with BglII and XhoI gave a BglII-XhoI FLAG-ProCALB2 fragment of approximately 1000 bp in length. The BglII-XhoI FLAG-ProCALB2 fragment has the FLAG tag, the lipase prosequence, and the mature protein sequence of CALB2. Here, the pro sequence is a sequence required to form the lipase three-dimensional structure, the FLAG tag is a linker sequence, and the mature protein sequence is actually a lipase catalyst. A sequence having a reaction function.

(1−F.CALB表層発現カセットの作製)
CALB表層発現カセットは、発現プロモーターの配列とターミネーターの配列、並びにこれらの間にFLO1誘導体であるShort型FLO1アンカー遺伝子と上記1−Eで得られたリンカー導入型CALB遺伝子を接続したものをそれぞれ有するDNA配列である。該CALB表層発現カセットを作製するために、以下の操作を行った、作製の模式図を図2に示す。
(1-F. Preparation of CALB surface expression cassette)
The CALB surface expression cassette has an expression promoter sequence and a terminator sequence, and a short-type FLO1 anchor gene, which is a FLO1 derivative, and a linker-introduced CALB gene obtained in the above 1-E connected between them. DNA sequence. FIG. 2 shows a schematic diagram of production in which the following operations were performed in order to produce the CALB surface expression cassette.

すなわち、プラスミドpWIFS(T.Matsumotoら、Appl.Environ.Microbiol.,68:4517(2002))をBglIIとXhoIで切断し、上記1−Eで得られたBglII−XhoI FLAG−ProCALB2断片を挿入して、pWIFS−FLAG−ProCALB2を得た。そしてこれをBssHIIで切断し、約6300bpのCALB表層発現カセットを得た。   Specifically, the plasmid pWIFS (T. Matsumoto et al., Appl. Environ. Microbiol., 68: 4517 (2002)) was cleaved with BglII and XhoI, and the BglII-XhoI FLAG-ProCALB2 fragment obtained in 1-E above was inserted. Thus, pWIFS-FLAG-ProCALB2 was obtained. This was cleaved with BssHII to obtain a CALB surface expression cassette of about 6300 bp.

(1−G.CALB表層発現プラスミドの作製)
目的のDNAを有するプラスミドは、上記1−Fで得られたCALB表層発現カセットを、各種選択マーカーを有するプラスミドに導入することで得られる。作製の模式図を図3に示す。
(Preparation of 1-G.CALB surface expression plasmid)
A plasmid having the target DNA can be obtained by introducing the CALB surface expression cassette obtained in 1-F above into a plasmid having various selection markers. A schematic diagram of the fabrication is shown in FIG.

すなわち、プラスミドpRS402(ATCC87477)、pRS403(ATCC87514)、pRS404(ATCC87515)、pRS405(ATCC87516)、pRS402(ATCC87517)をそれぞれBssHIIで切断し、上記Fで得られたCALB表層発現カセットを挿入してpRSAIFS−FLAG−ProCALB2、pRSHIFS−FLAG−ProCALB2、pRSWIFS−FLAG−ProCALB2、pRSLIFS−FLAG−ProCALB2、pRSUIFS−FLAG−ProCALB2を得た。   Specifically, plasmids pRS402 (ATCC87477), pRS403 (ATCC87514), pRS404 (ATCC87515), pRS405 (ATCC87516), and pRS402 (ATCC87517) were each cut with BssHII, and the CALB surface expression cassette obtained in F above was inserted into pRSAIFS- FLAG-ProCALB2, pRSHIFS-FLAG-ProCALB2, pRSWIFS-FLAG-ProCALB2, pRSLIFS-FLAG-ProCALB2, and pRSUIFS-FLAG-ProCALB2 were obtained.

(製造例2)<ゲノム組み込み型二倍体CALB−アーミング酵母の調製>
(2−A.サッカロミセス属酵母への遺伝子の導入)
上記1−Gで得られたCALB表層発現プラスミドを、表1に示す制限酵素を用いて、それぞれ選択マーカー中に存在する制限酵素サイトで切断した。次いで、YEAST MAKERTM(Clontech Laboratories Inc. USA)を用いて、サッカロミセス・セレヴィシエ(Saccharomyces cerevisiae、以下、サッカロミセス・セレヴィシエと略記する)YPH499(MATa,ura3,lys2,ade2,his4,trp1,leu2)には、pRSUIFS−FLAG−ProCALB2、pRSLIFS−FLAG−ProCALB2、pRSHIFS−FLAG−ProCALB2、pRSAIFS−FLAG−ProCALB2をこの順で、サッカロミセス・セレヴィシエYPH500(MATalpha,ura3,lys2,ade2,his4,trp1,leu2)には、pRSUIFS−FLAG−ProCALB2、pRSLIFS−FLAG−ProCALB2、pRSWIFS−FLAG−ProCALB2、pRSAIFS−FLAG−ProCALB2をこの順で、それぞれのゲノム中に導入した。各形質転換の選択においては、アミノ酸並びに核酸(0.002%L−ヒスチジン、0.01%L−ロイシン、0.002%L−トリプトファン、0.002%L−リシン、0.002%アデニン、0.002%ウラシル)のうち、選択に必要なものを含むSD寒天培地(2%グルコース、0.67% Yeast Nitrogen Base without amino acids)を用いて培養した。生育した酵母を選択し、ゲノム組み込み型CALBアーミング酵母である、サッカロミセス・セレヴィシエYPH499−U、YPH499−UL、YPH499−ULH、YPH499−ULHA、並びにYPH500−U、YPH500−UL、YPH500−ULW、YPH500−ULWAアーミング酵母を得た
(Production Example 2) <Preparation of genome-integrated diploid CALB-arming yeast>
(2-A. Introduction of genes into Saccharomyces yeasts)
The CALB surface expression plasmid obtained in 1-G above was cleaved at the restriction enzyme sites present in the selectable markers using the restriction enzymes shown in Table 1, respectively. Then, using YEAST MAKER (Clontech Laboratories Inc. USA), Saccharomyces cerevisiae (hereinafter abbreviated as Saccharomyces cerevisiae) YPH499 (MATa, ura2, le2) , PRSUIFS-FLAG-ProCALB2, pRSLIFS-FLAG-ProCALB2, pRSHIFS-FLAG-ProCALB2, pRSAIFS-FLAG-ProCALB2 in this order, Saccharomyces cerevisiae YPH500 (MATalpha, ura3, lys2, ras2, asp2, ras2, asp2, , PRSUIFS-FLAG-ProCA B2, the pRSLIFS-FLAG-ProCALB2, pRSWIFS-FLAG-ProCALB2, pRSAIFS-FLAG-ProCALB2 in this order, were introduced into the respective genome. In each transformation selection, amino acids as well as nucleic acids (0.002% L-histidine, 0.01% L-leucine, 0.002% L-tryptophan, 0.002% L-lysine, 0.002% adenine, The culture was performed using SD agar medium (2% glucose, 0.67% Yeast Nitrogen Base without amino acids) containing 0.002% uracil). Saccharomyces cerevisiae YPH499-U, YPH499-UL, YPH499-ULH, YPH499-ULHA, and YPH500-U, YPH500-UL, YPH500-ULW, YPH500- are selected from the grown yeasts and are genome-integrated CALB arming yeasts. ULWA arming yeast was obtained

表2 各プラスミドの選択マーカー中における切断に用いた制限酵素 Table 2 Restriction enzymes used for cleavage in the selection marker of each plasmid

Figure 2009254315
Figure 2009254315

(2−B.一倍体サッカロミセス−CALBアーミング酵母の調製)
上記2−Aで創製したサッカロミセス・セレヴィシエYPH499−U、YPH499−UL、YPH499−ULH、YPH499−ULHA、並びにYPH500−U、YPH500−UL、YPH500−ULW、YPH500−ULWAアーミング酵母を、SDC培地(2%グルコース、0.67%Yeast Nitrogen Base without amino acids、2%カザミノ酸、appropriate amino acids and nucleic acids)に植菌し、30℃で6日間浸透培養した。次いで、遠心分離により培地と菌体に分離し、得られた菌体を一倍体サッカロミセス−CALBアーミング酵母とした。得られた一倍体サッカロミセス−CALBアーミング酵母の、酪酸p−ニトロフェニル(以下、PNPBと略記する)を基質とした30℃におけるリパーゼ活性を確認した。
(2-B. Preparation of Haploid Saccharomyces-CALB Arming Yeast)
Saccharomyces cerevisiae YPH499-U, YPH499-UL, YPH499-ULH, YPH499-ULHA, and YPH500-U, YPH500-UL, YPH500-ULW, YPH500-ULWA arming yeasts created in 2-A above were added to SDC medium (2 % Glucose, 0.67% Yeast Nitrogen Base without amino acids, 2% casamino acid, applied amino acids and nucleic acids), and osmotically cultured at 30 ° C. for 6 days. Subsequently, it isolate | separated into the culture medium and the microbial cell by centrifugation, and let the obtained microbial cell be the haploid Saccharomyces-CALB arming yeast. The obtained haploid Saccharomyces-CALB arming yeast was confirmed for lipase activity at 30 ° C. using p-nitrophenyl butyrate (hereinafter abbreviated as PNPB) as a substrate.

(2−C.二倍体サッカロミセス−CALBアーミング酵母の創製)
一倍体アーミング酵母YPH499−ULHA、YPH500−ULWAをYPD培地(2%グルコース、2%peptone、1%yeast extract)に植菌し、30℃で1時間培養後、遠心分離により培地と菌体に分離し、得られた菌体を混合してYPD培地に再懸濁し、30℃で一晩培養した。これを適切な菌体密度に希釈した後、SD+K寒天培地(2%グルコース、0.67%Yeast Nitrogen Base without amino acids、0.002%L−リシン)を用いて培養した。生育した酵母を選択し、ゲノム導入型二倍体CALB−アーミング酵母である、サッカロミセス・セレヴィシエYPH501−U2L2HWA2アーミング酵母を得た。
(Creation of 2-C. Diploid Saccharomyces-CALB Arming Yeast)
The haploid arming yeasts YPH499-ULHA and YPH500-ULWA are inoculated into YPD medium (2% glucose, 2% peptone, 1% yeast extract), cultured at 30 ° C. for 1 hour, and then centrifuged to form a medium and cells. The bacterial cells obtained after separation were mixed, resuspended in YPD medium, and cultured at 30 ° C. overnight. This was diluted to an appropriate cell density, and then cultured using SD + K agar medium (2% glucose, 0.67% Yeast Nitrogen Base without amino acids, 0.002% L-lysine). The grown yeast was selected to obtain Saccharomyces cerevisiae YPH501-U2L2HWA2 arming yeast, which is a genome-introduced diploid CALB-arming yeast.

(2−D.二倍体サッカロミセス−CALBアーミング酵母の調製)
上記2−Cで得られたサッカロミセス・セレヴィシエYPH501−U2L2HWA2アーミング酵母を、SDC+K培地(2%グルコース、0.67%Yeast Nitrogen Base without amino acids、2%カザミノ酸、0.002%L−リシン)に植菌し、30℃で6日間浸透培養した。次いで、遠心分離により培地と菌体に分離し、PNPBを基質とした菌体の30℃におけるリパーゼ活性(エステル分解活性)を確認した。
(2-D. Preparation of Diploid Saccharomyces-CALB Arming Yeast)
Saccharomyces cerevisiae YPH501-U2L2HWA2 arming yeast obtained in 2-C above is added to SDC + K medium (2% glucose, 0.67% Yeast Nitrogen Base without amino acids, 2% casamino acid, 0.002% L-lysine) Inoculated and osmotic cultured at 30 ° C. for 6 days. Subsequently, it isolate | separated into the culture medium and the microbial cell by centrifugation, and confirmed the lipase activity (ester decomposition activity) in 30 degreeC of the microbial cell which used PNPB as the substrate.

エステル分解活性の測定には、PNPB法を用いた。培養液を遠心分離することで菌体を回収し、得られた菌体を蒸留水で2回洗浄した。次いで、菌体を20mMリン酸緩衝液に懸濁し、30℃で5分間プレインキュベートした。一方、基質にはPNPBを用いた。PNPBは少量のエタノールに溶解させた後、蒸留水で適当に希釈して基質液を調製した。プレインキュベートした菌体懸濁液へ基質液を加え、よく撹拌し、振盪させながら30℃で10分間反応させた。次いで、5%トリクロロ酢酸水溶液を添加し、反応を停止したのち、遠心分離し、上清を回収し、200mMリン酸緩衝液で希釈し、400nmの吸光度を測定した。そして、生成したp−ニトロフェノール(PNP)量を求め、エステル分解活性とした。活性を定義するにあたり、PNPが1分間に1μmol生成する酵素量を1Uと定義した。   The PNPB method was used for the measurement of ester decomposition activity. The cells were collected by centrifuging the culture solution, and the obtained cells were washed twice with distilled water. Subsequently, the cells were suspended in 20 mM phosphate buffer and preincubated at 30 ° C. for 5 minutes. On the other hand, PNPB was used as the substrate. PNPB was dissolved in a small amount of ethanol and then diluted appropriately with distilled water to prepare a substrate solution. The substrate solution was added to the pre-incubated cell suspension, stirred well, and allowed to react at 30 ° C. for 10 minutes while shaking. Subsequently, 5% trichloroacetic acid aqueous solution was added to stop the reaction, followed by centrifugation. The supernatant was collected, diluted with 200 mM phosphate buffer, and the absorbance at 400 nm was measured. Then, the amount of p-nitrophenol (PNP) produced was determined and used as ester decomposition activity. In defining the activity, the amount of enzyme that PNP produces at 1 μmol per minute was defined as 1 U.

反応に用いた脱水ヒマシ油脂肪酸DCO/FAのGCチャートである。It is a GC chart of dehydrated castor oil fatty acid DCO / FA used in the reaction. 実施例7における生成物のGCチャートである。保持時間18〜20分に観測されるピークの分子量m/zは、いずれも原料(図1)のピークにHEMAが付加した分子量を示すことから、目的物であることが分かる。10 is a GC chart of the product in Example 7. Since the molecular weight m / z of the peak observed at a holding time of 18 to 20 minutes is the molecular weight of HEMA added to the peak of the raw material (FIG. 1), it can be understood that it is the target product. 製造例におけるプラスミドpUC19−ProCALB CBS6678作成の模式図である。It is a schematic diagram of plasmid pUC19-ProCALB CBS6678 preparation in a manufacture example. 製造例におけるCALB表層発現カセット作成の模式図である。It is a schematic diagram of CALB surface layer expression cassette preparation in a manufacture example. 製造例におけるCALB表層発現プラスミド作成の模式図である。It is a schematic diagram of CALB surface layer expression plasmid preparation in a manufacture example.

Claims (7)

リパーゼ(A)又はリパーゼを細胞表層に提示したアーミング酵母(B)の存在下に、一般式(1)
Figure 2009254315
(式中、Rは水素原子又はメチル基、Xは酸素原子又は窒素原子、nは2〜4の整数を表す。)
で表される(メタ)アクリル酸誘導体と、一般式(2)
Figure 2009254315
(式中、Rは水酸基またはカルボキシ基を有してもよい炭素数5〜23のアルキル基又はアルケニル基を表す。)
で表されるカルボン酸またはそのエステル誘導体とを反応させる一般式(3)
Figure 2009254315
(式中、Rは水素原子又はメチル基、Xは酸素原子又は窒素原子、nは2〜4の整数、Rは水酸基またはカルボキシ基を有してもよい炭素数5〜23のアルキル基又はアルケニル基を表す。)
で表されるアクリレート化合物の製造方法。
In the presence of lipase (A) or arming yeast (B) presenting lipase on the cell surface, general formula (1)
Figure 2009254315
(In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, X represents an oxygen atom or a nitrogen atom, and n represents an integer of 2 to 4.)
(Meth) acrylic acid derivatives represented by the general formula (2)
Figure 2009254315
(In the formula, R 2 represents a C 5-23 alkyl group or alkenyl group which may have a hydroxyl group or a carboxy group.)
A carboxylic acid represented by the general formula (3)
Figure 2009254315
(In the formula, R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, X is an oxygen atom or a nitrogen atom, n is an integer of 2 to 4, and R 2 is an alkyl group having 5 to 23 carbon atoms which may have a hydroxyl group or a carboxy group. Or represents an alkenyl group.)
The manufacturing method of the acrylate compound represented by these.
前記リパーゼ(A)が、アスペルギルス(Aspergillus oryzae)属、アクロモバクター(Achromobacter)属、バシラス(Bacillus)属、カンジダ(Candida)属、クロモバクター(Chromobacter)属、フザリウム(Fusarium)属、フミコラ(Humicola)属、ハイフォザイマ(Hyphozyma)属、シュードモナス(Pseudomonas)属、リゾムーコル(Rhizomucor)属、リゾプス(Rhizopus)属、又はテルモマイセス(Thermomyces)属の微生物から得られるものである請求項1に記載のアクリレート化合物の製造方法。   The lipase (A) is selected from the genus Aspergillus oryzae, the genus Achromobacter, the genus Bacillus, the genus Candida, the genus Chromobacter, the genus Fusarium, and Fusarium. 2. An acrylate obtained from a microorganism of the genus Hypozyma, Pseudomonas, Rhizomucor, Rhizopus, or Thermomyces, which is a genus of Thermomyces. Production method. 前記リパーゼを細胞表層に提示したアーミング酵母(B)が二倍体アーミング酵母であって、一倍体a細胞アーミング酵母と一倍体α細胞アーミング酵母を細胞融合することを特徴とするものである請求項1に記載のアクリレート化合物の製造方法。   The arming yeast (B) presenting the lipase on the cell surface layer is a diploid arming yeast, and is characterized by cell fusion of a haploid a cell arming yeast and a haploid α cell arming yeast. The manufacturing method of the acrylate compound of Claim 1. 前記リパーゼを細胞表層に提示したアーミング酵母(B)が、前記一倍体a細胞アーミング酵母及び一倍体α細胞アーミング酵母のいずれか一方あるいは両方の細胞表層へ提示されるタンパク質が、分泌シグナル配列、前記タンパク質の構造遺伝子配列、細胞表層局在タンパク質の一部をコードする配列及びGPIアンカリングドメインをコードする配列をこの順で有するDNAによって細胞表層に発現されるものである請求項3に記載のアクリレート化合物の製造方法。   The arming yeast (B) presenting the lipase on the cell surface is a secretory signal sequence wherein the protein displayed on one or both of the haploid a cell arming yeast and haploid α cell arming yeast is the secretory signal sequence. The structural gene sequence of the protein, a sequence encoding a part of a cell surface localized protein, and a sequence encoding a GPI anchoring domain are expressed on the cell surface by DNA having a sequence in this order. The manufacturing method of the acrylate compound of this. 前記リパーゼを細胞表層に提示したアーミング酵母(B)が、前記一倍体a細胞アーミング酵母及び一倍体α細胞アーミング酵母のいずれか一方あるいは両方の細胞表層へ提示されるタンパク質が、分泌シグナル配列、前記タンパク質の構造遺伝子配列、GPIアンカリングドメインをコードする配列をこの順で有するDNAによって細胞表層に発現されるものである請求項3に記載のアクリレート化合物の製造方法。 The arming yeast (B) presenting the lipase on the cell surface is a secretory signal sequence wherein the protein displayed on one or both of the haploid a cell arming yeast and haploid α cell arming yeast is the secretory signal sequence. The method for producing an acrylate compound according to claim 3, which is expressed on the cell surface by DNA having the structural gene sequence of the protein and the sequence encoding the GPI anchoring domain in this order. 前記リパーゼを細胞表層に提示したアーミング酵母(B)が、前記一倍体a細胞アーミング酵母及び一倍体α細胞アーミング酵母のいずれか一方あるいは両方の細胞表層へ提示されるタンパク質が、分泌シグナル配列、前記タンパク質の構造遺伝子配列、糖鎖結合タンパク質ドメインをコードする配列をこの順で有するDNA、あるいは分泌シグナル配列、糖鎖結合タンパク質ドメインをコードする配列、前記細胞表層へ提示されるタンパク質の構造遺伝子配列をこの順で有するDNAによって細胞表層に発現されるものである請求項3に記載のアクリレート化合物の製造方法。 The arming yeast (B) presenting the lipase on the cell surface is a secretory signal sequence wherein the protein displayed on one or both of the haploid a cell arming yeast and haploid α cell arming yeast is the secretory signal sequence. , A structural gene sequence of the protein, a DNA having a sequence encoding a sugar chain binding protein domain in this order, or a secretory signal sequence, a sequence encoding a sugar chain binding protein domain, a structural gene of the protein presented to the cell surface The method for producing an acrylate compound according to claim 3, wherein the acrylate compound is expressed on the cell surface by DNA having sequences in this order. 前記一倍体a細胞アーミング酵母及び一倍体α細胞アーミング酵母が、サッカロミセス(Saccharomyces)属酵母である請求項3〜6のいずれか一項に記載のアクリレート化合物の製造方法。   The method for producing an acrylate compound according to any one of claims 3 to 6, wherein the haploid a-cell arming yeast and the haploid α-cell arming yeast are Saccharomyces yeasts.
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US10696850B2 (en) 2015-04-30 2020-06-30 The Chemours Company Fc, Llc Ethylenically crosslinkable fluorinated polymer additives for architectural coatings
CN114127139A (en) * 2020-05-14 2022-03-01 株式会社Lg化学 Graft copolymer, method for preparing the same, and resin composition comprising the same

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